通電時空間加熱によるプラスチックの解重合

2023年4月27日レポート

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ボブ・イルカ著、Phys.org

米国の複数の機関に所属するエンジニアと材料科学者のチームが、通電時空間加熱を利用してプラスチックを解重合する新しい方法を開発した。 Nature 誌に掲載された論文の中で、このグループは新しいプロセスとその効率について説明しています。 Nature は、同誌の同号に、チームが行った研究の概要をまとめた Research Briefing も掲載しました。

ここ数年、プラスチック汚染は、環境にとっても、人間を含む動植物の健康にとっても大きな懸念事項となっており、科学者たちはプラスチックをリサイクルする方法を模索している。 これまでに開発された技術のほとんどは、プラスチックを解重合するために化学物質を使用するものです。 ただし、これらの取り組みは依然として非常に非効率であり、収率は 10% ～ 25% です。 この新しい取り組みで、チームはパルス電気を使用して収率を約 36% まで高める方法を発見しました。

このアプローチには、多孔質カーボンフェルト二重層とその上部にパルス電気ヒーターを備えた新しい種類の反応器の設計が含まれていました。 反応器では、プラスチックビットが上部チャンバーに供給されるときに溶解し、塊として下部チャンバーに流れ込み、そこで材料がフェルトフィルターを通って押し出されます。 プラスチックは温度が上昇すると分解し始めます。 プラスチックを構成する分子が小さくなるにつれて、反応器から気体として排出されるまでその揮発性が増大し、より多くの液体が引き込まれるようになります。電気を使用してプラスチックを加熱すると温度を振動させることができ、より簡単な解重合反応が可能になります。副反応よりも優先されるため、解重合には追加の加熱が必要です。

新しいアプローチでは、効率の向上に加えて、一定の熱源ではなく振動するため、使用するエネルギーも少なくなります。 研究チームは、電力に再生可能資源を使用することでシステムをより環境に優しいものにすることができると指摘している。 彼らは、反応器が芳香族化合物とともに、アセチレン、メタン、一部のより大きな分子などの他の物質を放出していることに注目しています。 彼らはまた、反応中に放出される炭素の量を減らすにはさらなる努力が必要であることも認めています。

詳しくは： Qi Dong 他、通電時空間加熱によるプラスチックの解重合、Nature (2023)。 DOI: 10.1038/s41586-023-05845-8

Benjamin Thompson 他、プラスチックを溶かす賢い方法?、Nature (2023)。 DOI: 10.1038/d41586-023-01348-8

雑誌情報:自然

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