Đột phá công nghệ biến rác thải nhựa thành hóa chất giá trị cao

Các nhà khoa học vừa phát triển một phương pháp đột phá để biến rác thải nhựa Polystyrene (PS) thành Toluene – một dung môi công nghiệp và nguyên liệu sản xuất quan trọng. Công nghệ mới sử dụng xúc tác nguyên tử đơn không chỉ mang lại hiệu quả kinh tế cao mà còn giảm đáng kể lượng khí thải carbon so với phương pháp sản xuất truyền thống, mở ra hy vọng giải quyết vấn nạn ô nhiễm nhựa toàn cầu.

Nghiên cứu được thực hiện bởi nhóm chuyên gia từ Đại học Lâm nghiệp Nam Kinh và Đại học Thanh Hoa (Trung Quốc), vừa công bố trên tạp chí Nature Nanotechnology. Polystyrene là loại nhựa phổ biến dùng trong bao bì xốp, hộp đựng thực phẩm và vật liệu cách nhiệt, hiện đang tích tụ lượng lớn trong môi trường. Để xử lý loại rác thải này, nhóm nghiên cứu đã thiết kế một hệ thống lò phản ứng hai giai đoạn kết hợp quy trình nhiệt phân và hydro hóa. Đầu tiên, nhựa PS rắn được nung nóng ở 475 độ C để phá vỡ cấu trúc và chuyển thành dạng hơi. Sau đó, dòng hơi này được dẫn qua buồng thứ hai chứa khí hydro và chất xúc tác Ruthenium (Ru) nguyên tử đơn ở nhiệt độ thấp hơn là 275 độ C.

Điểm mấu chốt của công nghệ này nằm ở chất xúc tác Ruthenium nguyên tử đơn. Tiến sĩ Zedong Zhang, đồng tác giả nghiên cứu, giải thích rằng việc điều chỉnh các tâm hoạt động của Ruthenium ở cấp độ nguyên tử cho phép kiểm soát chính xác sản phẩm đầu ra. Nhờ đó, quy trình này đạt được độ chọn lọc lên tới hơn 99% và thu hồi được 83,5% lượng Toluene từ rác thải ban đầu. Đây là một bước tiến vượt bậc, khắc phục được sự đánh đổi giữa năng suất và độ tinh khiết thường thấy trong các phương pháp tái chế hóa học trước đây.

Không chỉ vượt trội về mặt kỹ thuật, phương pháp này còn cho thấy tiềm năng to lớn về kinh tế và môi trường. Các phân tích vòng đời và kinh tế - kỹ thuật chỉ ra rằng quy trình mới giúp giảm 53% lượng khí thải carbon so với việc sản xuất Toluene từ dầu mỏ. Chi phí sản xuất ước tính chỉ khoảng 0,61 USD/kg, thấp hơn mức giá chuẩn hiện tại của ngành công nghiệp. Điều này biến việc tái chế nhựa từ gánh nặng chi phí trở thành một cơ hội kinh doanh sinh lời.

Nhóm nghiên cứu tin rằng chiến lược sử dụng xúc tác nguyên tử đơn này sẽ định hình lại cách thiết kế các quy trình chuyển đổi nhựa trong tương lai. Hiện tại, họ đang tập trung phát triển hệ thống nạp liệu liên tục và mở rộng quy mô lò phản ứng để có thể vận hành trong thời gian dài với công suất lớn hơn, nhằm sớm đưa công nghệ này ra khỏi phòng thí nghiệm và ứng dụng vào thực tế xử lý rác thải công nghiệp.

Thanh Tùng (TTXVN)

Dành cho bạn

TP Hồ Chí Minh khơi thông chính sách hỗ trợ khởi nghiệp sáng tạo

TP Hồ Chí Minh khơi thông chính sách hỗ trợ khởi nghiệp sáng tạo

Trong 11 lượt hồ sơ đề nghị công nhận theo quy định về khởi nghiệp sáng tạo tại TP Hồ Chí Minh, 6 lượt chưa hợp lệ. Thành phố kiến nghị hướng dẫn cụ thể cách doanh nghiệp chưa có doanh thu chứng minh khả năng tăng trưởng, cách các trung tâm trực thuộc viện, trường đứng tên hồ sơ.

Microsoft khắc phục sự cố gây gián đoạn nhiều dịch vụ trên toàn cầu

Microsoft khắc phục sự cố gây gián đoạn nhiều dịch vụ trên toàn cầu

Ngày 12/11, Tập đoàn Microsoft cho biết đang nỗ lực khắc phục sự cố ngừng hoạt động nghiêm trọng của một số dịch vụ, trong đó có Outlook, đồng thời tìm kiếm các giải pháp thay thế trong bối cảnh nhiều người dùng trên thế giới không thể truy cập vào các dịch vụ thiết yếu của hãng.

SpaceX hướng tới cột mốc mới với tên lửa Starship tái sử dụng hoàn toàn

SpaceX hướng tới cột mốc mới với tên lửa Starship tái sử dụng hoàn toàn

Tập đoàn SpaceX của tỷ phú Elon Musk dự kiến tiến hành chuyến bay thử nghiệm thứ 15 của tên lửa Starship - hệ thống tên lửa lớn nhất và mạnh nhất thế giới - với mục tiêu lần đầu tiên thu hồi tầng trên của tên lửa bằng hệ thống cánh tay robot sau khi tàu hoàn thành hành trình trên quỹ đạo.