في خطوة جديدة نحو تحسين عمليات إعادة تدوير البلاستيك، قدم كيميائيو جامعة نورث وسترن عملية جديدة لتدوير البلاستيك قد تُحدث تغييرًا جذريًا في كيفية معالجة النفايات البلاستيكية المختلطة. يتميز هذا الابتكار بالقدرة على تقليل أو حتى تجاوز عملية الفرز المرهقة للنفايات البلاستيكية، مما يفتح آفاقًا جديدة لإعادة تدوير البلاستيك بفعالية وكفاءة اقتصادية أعلى.
التحفيز باستخدام النيكل: الحل الأمثل للبلاستيك الممزوج
تعتمد العملية الجديدة على محفز قائم على النيكل غير مكلف، قادر على تكسير البلاستيك من نوع البولي أوليفين الذي يشمل البولي إثيلين والبولي بروبيلين. هذه الأنواع من البلاستيك تُستخدم بشكل واسع في المنتجات ذات الاستخدام الواحد، مما يشكل نحو ثلثي استهلاك البلاستيك العالمي.
عند استخدام هذا المحفز، تتحول المواد البلاستيكية الصلبة ذات القيمة المنخفضة إلى زيوت سائلة وشموع يمكن استخدامها في إنتاج منتجات ذات قيمة أعلى مثل الوقود والشموع ومواد التزليق. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام هذا المحفز عدة مرات، وهو قادر على معالجة البلاستيك الملوث بمادة PVC، وهي مادة سامة تجعل البلاستيك التقليدي غير قابل لإعادة التدوير.
تحديات إعادة تدوير البولي أوليفين
البولي أوليفين هو البلاستيك الأكثر استخدامًا في العالم، حيث يُنتج منه سنويًا أكثر من 220 مليون طن عالميًا. ولكن للأسف، معدلات إعادة تدوير هذا النوع من البلاستيك منخفضة بشكل مثير للقلق، حيث تتراوح بين أقل من 1% و10% فقط عالميًا.
يعود السبب في ذلك إلى تكوينه القوي والمقاوم للتفاعل الكيميائي، حيث يتكون من روابط كربونية تصعب كسرها. مما يجعل إعادة تدويره عملية تتطلب الكثير من الطاقة والجهد، إضافة إلى الحاجة لفرز دقيق للنفايات البلاستيكية.
التقنيات الحالية والتحديات المرتبطة بها
الطرق الحالية لإعادة تدوير البولي أوليفين غير فعّالة، حيث تتطلب درجات حرارة عالية تصل إلى 700 درجة مئوية وتستهلك كميات كبيرة من الطاقة. كما أن الحاجة لفرز البلاستيك بدقة تجعل العملية مكلفة وغير عملية.
تحاول بعض العمليات استخدام التحفيز الكيميائي لخفض درجات الحرارة المطلوبة، ولكنها تتطلب معادن ثمينة مثل البلاتين والبلاديوم، مما يجعلها غير مستدامة على المدى الطويل نظرًا لمحدودية هذه الموارد عالميًا.
النيكل: العنصر السحري لإعادة التدوير
بفضل الأبحاث المتقدمة، نجح فريق جامعة نورث وسترن في تطوير محفز يعتمد على النيكل، يتميز بتصميمه البسيط وفعاليته العالية في تفكيك الروابط الكربونية القوية في البلاستيك. هذا المحفز يعمل بكفاءة عند درجات حرارة أقل من الطرق التقليدية، وبتكلفة أقل بكثير.
تُعتبر القدرة على التعامل مع البلاستيك الملوث بـ PVC من أبرز مزايا هذا المحفز، حيث أن وجود PVC في مزيج النفايات يعزز من فعالية المحفز بدلاً من تعطيله، مما يفتح الباب أمام إمكانية إعادة تدوير نفايات كانت تعتبر غير قابلة لإعادة التدوير سابقًا.
الخاتمة
تمثل هذه الدراسة خطوة مهمة نحو تحسين تقنيات إعادة تدوير البلاستيك، مما يساهم في تقليل النفايات البلاستيكية وتحويلها إلى منتجات ذات قيمة أعلى. إن استخدام محفز النيكل الجديد يتيح تجاوز العديد من العقبات الحالية في عملية إعادة التدوير، مما يعزز من فعالية وكفاءة هذه العملية ويقلل من التكاليف المرتبطة بها.
