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폴리에틸렌 플라스틱폐기물을 귀중한 액체로 전환한다. 이 팀이 가 개발한 공정은 고온이 필요하지 않지만 대신 고분자 사슬에서 약간의 수소를 제거하는 금속을 포함하는 소량의 촉매에 의존한다. 그런 다음 촉매는 이 수소를 사용하여 탄소사슬을 함께 묶는 결합을 절단하여 더 작은 조각을 만든다.

박영숙세계미래보고서저자 | 기사입력 2020/11/08 [07:38]

폴리에틸렌 플라스틱폐기물을 귀중한 액체로 전환한다. 이 팀이 가 개발한 공정은 고온이 필요하지 않지만 대신 고분자 사슬에서 약간의 수소를 제거하는 금속을 포함하는 소량의 촉매에 의존한다. 그런 다음 촉매는 이 수소를 사용하여 탄소사슬을 함께 묶는 결합을 절단하여 더 작은 조각을 만든다.

박영숙세계미래보고서저자 | 입력 : 2020/11/08 [07:38]
UC Santa Barbara의 팀은 일리노이대학 Urbana-Champaign과 Cornell의 동료들과 함께 폴리에틸렌을 유용한 작은 분자로 바꾸는 깨끗한 방법을 발견했다. 폴리에틸렌 플라스틱폐기물을 귀중한 액체로 전환한다. 이 팀이 가 개발한 공정은 고온이 필요하지 않지만 대신 고분자 사슬에서 약간의 수소를 제거하는 금속을 포함하는 소량의 촉매에 의존한다. 그런 다음 촉매는 이 수소를 사용하여 탄소사슬을 함께 묶는 결합을 절단하여 더 작은 조각을 만든다.
2020. 11. 7.
 
 
 

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지난 60년간 83억 미터톤 이상의 플라스틱이 생산되었다.

그러나 플라스틱을 재활용하는 것은 가장 일반적인 공정이 재료를 녹이고 재작업하는 것이므로 어려울 수 있다.

캘리포니아대학에서 개발한 새로운 공정은 폴리에틸렌을 유용한 작은 분자로 바꿀 수 있다. 그 연약한 일회용 비닐봉투가 우리의 플라스틱 폐기물 문제의 대부분을 대표하지않는다. 세계가 매년 버려지는 플라스틱의 양은 약 3,700마일 길이로 중국의 명나라 만리장성을 재건 할 수 있다.

플라스틱이 상업적 용도로 제조된 60년 동안 83억 톤 이상이 생산되었다. 플라스틱은 가볍고 다재다능하며 저렴하며 거의 파괴되지 않는다. 이러한 특성은 멸균식품 포장, 에너지 효율적인 운송, 섬유 및 의료 보호장비를 포함하는 광범위한 응용 분야에서 매우 유용하다. 그러나 그들의 파괴 할 수없는 특성에는 대가가 따른다. 대부분은 수백년 정도의 환경에서 매우 느리게 분해되어 플라스틱쓰레기의 전염병을 일으키고 있다. 인간과 생태계 건강에 미치는 영향은 아직 불완전하게 알려져 있지만 잠재적으로 크게 해롭다.

플라스틱을 취한 후, 발리 자매는 기후행동에 대한 바를 높이기를 원한다.

캐나다가 시장 가방 등을 금지함에 따라 이는 전 세계의 일회용 플라스틱을 대부분 금지하기 시작했다.

플라스틱 제조공정을 설계한 경험이있는 화학자이며 플라스틱을 에너지 및 재료에 대한 대규모 미개발 자원으로 사용하는 데 관심이 생긴다. 플라스틱 쓰레기를 매립지와 자연환경으로부터 보호하기 위해 더 가치있는 것으로 바꿀 수 있을지 궁금했다.

플라스틱 폐기물을 사용하는 새로운 방법

플라스틱은 고분자 사슬을 만드는 거의 무한한 다양한 방법으로 많은 수의 작은 탄소기반 분자를 연결하여 만들어진다.

이러한 폴리머를 재사용하기 위해 재활용 시설은 원칙적으로 이를 녹여 형태를 바꿀 수 있지만 플라스틱의 특성은 저하되는 경향이 있다. 결과물은 플라스틱 목재와 같은 저가의 재료를 만드는 데 사용할 수 있지만 원래 사용에는 거의 적합하지 않다. 그 결과 재활용률이 매우 낮다.

플라스틱 쓰레기 재활용의 새로운 접근법은 긴 사슬을 다시 작은 분자로 분해하는 것이다. 문제는 를 정확하게 수행하는 방법이다.

처음에 체인을 만드는 과정은 많은 에너지를 방출하기 때문에 역전을 위해서는 많은 양의 에너지를 다시 추가해야한다. 일반적으로 이것은 재료를 고온으로 가열하는 것을 의미하지만 플라스틱을 가열하면 재료가 엉망진창으로 전한다. 또 은 에너지를 낭비하여 더 많은 온실 가스를 배출한다.

UC Santa Barbara의 팀은 일리노이대학 Urbana-Champaign과 Cornell의 동료들과 함께 폴리에틸렌을 유용한 작은 분자로 바꾸는 깨끗한 방법을 발견했다.

폴리에틸렌은 세계에서 가장 유용하고 가장 많이 사용되는 플라스틱 유형 중 하나이다. 또한 플라스틱 폐기물의 가장 큰 원인 중 하나이다. 멸균식품 및 의료포장, 방수필름 및 코팅, 케이블 및 와이어 절연, 건축자재 및 수도관 등 이르기까지 전 세계에서 매년 생산하는 약 4억 미터톤의 플라스틱 중 방탄조끼까지 만들어 약 1/3을 차지한다.

새로운 프로세스의 작동원리

폴리에틸렌 플라스틱폐기물을 귀중한 액체로 전환한다. 이 팀이 가 개발한 공정은 고온이 필요하지 않지만 대신 고분자 사슬에서 약간의 수소를 제거하는 금속을 포함하는 소량의 촉매에 의존한다. 그런 다음 촉매는 이 수소를 사용하여 탄소사슬을 함께 묶는 결합을 절단하여 더 작은 조각을 만든다.

핵심은 사슬 절단이 더 많은 수소를 만들기위한 에너지를 제공할 수 있도록 수소가 형성되는 즉시 사용하는 것이다. 이 과정은 각 사슬에 대해 여러번 반복되어 고체 폴리머를 액체로 만든다.

분자가 특정 크기에 도달하면 자르기가 자연스럽게 느려지므로 분자가 너무 작아지는 것을 방지하기 쉽다. 우리는 귀중한 액체가 덜 유용한 가스로 변하기 전에 회수 할 수 있다.

회수된 액체의 분자의 대부분은 용매로 유용하고 세제로 쉽게 전환될 수있는 알킬 벤젠이다. 이러한 유형의 분자에 대한 세계시장은 연간 약 90억 달러이다.

폐 플라스틱을 가치있는 분자로 바꾸는 것을 업사이클링이라고한다.  연구는 소규모 시연을 나타내지 만 예비 경제분석은 향후 몇 년 내에 훨씬 더 큰 규모의 프로세스가되도록 쉽게 적응할 수 있음을 시사한다. 경제적으로 합당한 방식으로 플라스틱을 재사용하여 환경으로부터 플라스틱을 보호하는 것은 윈윈이다. WeForum.org

 

 
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