Utilisation du chauffage spatio-temporel électrifié pour dépolymériser les plastiques

Rapport du 27 avril 2023

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par Bob Yirka, Phys.org

Une équipe d'ingénieurs et de scientifiques des matériaux affiliés à plusieurs institutions aux États-Unis a mis au point une nouvelle façon de dépolymériser les plastiques à l'aide d'un chauffage spatio-temporel électrifié. Dans leur article, publié dans la revue Nature, le groupe décrit le nouveau procédé et son efficacité. Nature a également publié un Research Briefing dans le même numéro de revue décrivant le travail effectué par l'équipe.

Au cours des dernières années, la pollution plastique est devenue une préoccupation majeure, tant pour l'environnement que pour la santé des plantes et des animaux, y compris les humains, et les scientifiques cherchent des moyens de le recycler. La plupart des techniques développées jusqu'à présent impliquent l'utilisation de produits chimiques pour dépolymériser les plastiques. Ces efforts sont cependant encore extrêmement inefficaces, avec des rendements compris entre 10 et 25 %. Dans ce nouvel effort, l'équipe a trouvé un moyen d'utiliser l'électricité pulsée pour augmenter le rendement à environ 36 %.

L'approche consistait à concevoir un nouveau type de réacteur avec une bicouche de feutre de carbone poreux et un réchauffeur électrique pulsé au sommet. Dans leur réacteur, les morceaux de plastique sont fondus lorsqu'ils sont introduits dans la chambre supérieure et s'écoulent en masse dans une chambre inférieure, où le matériau est poussé à travers le filtre en feutre. Le plastique commence alors à se décomposer à mesure que la température augmente. Au fur et à mesure que les molécules qui composent le plastique deviennent plus petites, leur volatilité augmente jusqu'à ce qu'elles soient expulsées du réacteur sous forme de gaz, ce qui permet d'aspirer plus de liquide. L'utilisation de l'électricité pour chauffer le plastique permet de faire osciller la température, permettant des réactions de dépolymérisation plus simples. prendre le pas sur les réactions secondaires, qui nécessitent un chauffage supplémentaire pour se dépolymériser.

En plus d'améliorer l'efficacité, la nouvelle approche utilise moins d'énergie en raison de la source de chaleur oscillante au lieu d'une source de chaleur constante. L'équipe note que le système pourrait être rendu plus écologique en utilisant des sources renouvelables pour l'électricité. Ils notent que leur réacteur émet d'autres matériaux, tels que l'acétylène, le méthane et certaines molécules plus grosses, ainsi que certains aromatiques. Ils reconnaissent également que davantage de travail est nécessaire pour réduire la quantité de carbone libérée lors des réactions.

Plus d'information: Qi Dong et al, Dépolymérisation des plastiques par chauffage spatio-temporel électrifié, Nature (2023). DOI : 10.1038/s41586-023-05845-8

Benjamin Thompson et al, Une façon plus intelligente de faire fondre les plastiques ?, Nature (2023). DOI : 10.1038/d41586-023-01348-8

Informations sur la revue :Nature

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