Китайские учёные разработали дешёвый способ превращать пластик в авиационное топливо

Прорыв в утилизации пластиковых отходов

Китайские химики предложили инновационный способ превращения отходов полиэтилена и полипропилена в углеводородное топливо, сходное по составу с авиационным керосином. Это решение может существенно изменить подход к переработке пластиковых отходов, которые сегодня образуют более 60% мирового пластика.

Технология и результаты исследования

Технологию разработала объединённая группа Шанхайского института перспективных исследований Китайской академии наук и Фуданьского университета. Их работа была опубликована в журнале Applied Catalysis B: Environment and Energy.

Исследователи создали биметаллический катализатор 10Ni–2Co/SiO2, содержащий никель и кобальт на носителе из диоксида кремния. При гидрогенолизе полиэтилена — расщеплении связей углерод-углерод в присутствии водорода — процесс проходил при температуре 280 °C и давлении водорода 3 МПа. Выход жидких продуктов достиг 82,3%, причём 79% этой жидкости составляли целевые углеводороды диапазона C8–C16. Таким образом, непосредственный выход необходимой керосиновой фракции составил около 65,1% от исходного пластика.

Экономическая эффективность

Ключевую роль сыграла небольшая добавка кобальта, изменившая электронное состояние никеля. На поверхности катализатора одновременно образовывались металлические активные центры, которые совместно активировали водород и облегчали разрыв внутренних связей C–C в полимерной цепи. Это важно, поскольку в прежних случаях преимущественно расщеплялись концевые связи цепочек, что вело к образованию метана и слишком лёгких газов.

Потенциально низкая стоимость процесса связана с заменой дорогих рутения и платины более доступными никелем и кобальтом. Стоимость производства одного килограмма авиатоплива составляет всего $1–1,8, что делает технологию конкурентоспособной по сравнению с традиционным производством топлива из нефти.

Экологический след и перспективы

По расчётам жизненного цикла, при использовании возобновляемой энергии углеродный след процесса может быть примерно на 80% ниже, чем у традиционного производства соответствующих углеводородов. Мировое производство пластика превышает 460 миллионов тонн ежегодно, что подчёркивает актуальность разработанного метода.

Процесс включает пиролиз пластика при температурах выше 460°C с последующей гидрогенизацией при более мягких условиях. Однако исследование пока не вышло за пределы лаборатории, и до конца неясно, как процесс покажет себя в условиях реального производства.