Biến rác thải nhựa thành nhiên liệu

Vi nhựa, loại nhựa nhỏ hơn 5 mm, rải rác khắp nơi trên thế giới. Nó góp phần gây ra hiện tượng nóng lên toàn cầu, phá vỡ chuỗi thức ăn và gây hại cho hệ sinh thái bằng các hóa chất độc hại. Tình trạng này thôi thúc một nhóm nghiên cứu ở Khoa Kỹ thuật của Đại học Texas A&M tìm cách phân hủy nhựa trước khi chúng đi vào môi trường.

Hướng đi của nhóm là tìm ra chất xúc tác phù hợp để phân hủy polymer trùng ngưng, một loại nhựa được dùng để sản xuất chai PET, bao bì, hàng dệt may và in 3D, thành các hợp chất thơm có thể dùng làm nhiên liệu.

Nhiều nghiên cứu đi trước cho thấy quá trình hydro phân rất hiệu quả trong việc phân hủy nhựa, song hydro lại có nguồn gốc từ hóa thạch, chưa kể rất khó vận chuyển và lưu trữ loại khí này. Bởi vậy, nhóm sử dụng chất mang hydro hữu cơ dạng lỏng (LOHC) để lưu trữ hydro và sử dụng hydro đó để phân hủy polymer. Bên cạnh đó, nhóm cũng thiết kế được chất xúc tác Cu/ZnZrOx có khả năng khai thác hydro trong LOHC.

Cụ thể, nhóm đã sử dụng dung môi là methanol (CH3OH) trong vai trò kép: (1) phân hủy polymer trùng ngưng thành dimethyl terephthalate (DMT) và (2) làm nguồn hydro (H2) tại chỗ cho quá trình hydro cùng chất xúc tác Cu/ZnZrOx phân chuyển DMT thành p-xylene, một chất có thể dùng trong sản xuất nhiên liệu và hóa chất.

Điều thú vị là chất xúc tác Cu/ZnZrOx cũng hiệu quả đối với cả quá trình phân hủy rác nhựa polycarbonate (một loại nhựa tổng hợp nhẹ, truyền ánh sáng tốt, thường được dùng làm mái che lấy sáng, vách ngăn, nhà kính) thành xylenol và isopropyl methyl anisole. Kết quả này thể hiện tính linh hoạt của phương pháp mới trong việc nâng cao giá trị của nhiều loại polymer trùng ngưng bằng cách chuyển đổi chúng thành nhiên liệu.