Ученые Кабардино-Балкарского государственного университета им. Х. М. Бербекова предложили инновационный способ переработки пластика, позволяющий превращать его в эффективное твердое топливо без вредных выбросов. Технология может стать перспективным решением проблемы утилизации полимерных отходов, сделав процесс экологичным.
При горении полимерных материалов в условиях недостатка кислорода, поясняют исследователи КБГУ, образуются токсичные продукты неполного сгорания — угарный газ, оксиды азота и другие вредные соединения. Поэтому ученые университета предлагают альтернативный способ переработки пластиковых отходов, который объединяет в себе решение сразу двух актуальных проблем — утилизации пластика и получения топлива.
Технология основана на термическом разложении измельченного пластика в закрытой системе с использованием нитратно-щелочных окислительных расплавов. Это специальные компоненты, которые увеличивают скорость окислительного разложения (сгорания) полимера, предотвращают токсичные выбросы и утилизируют пластик с выделением большого количества энергии.
«Наш подход практически не имеет аналогов. Он не только решает экологическую проблему, но и превращает опасные отходы в ценный энергетический ресурс, который потенциально можно использовать в качестве топлива — возможно, даже в качестве ракетного топлива», — рассказал профессор кафедры неорганической и физической химии института математики и естественных наук КБГУ Жамал Кочкаров.
Ранее утилизация пластика методом сжигания, а затем его использование в качестве топлива затруднялось из-за образовывающихся в результате токсичных соединений. Однако эксперименты с полиэтиленом показали, что при нагреве полимера в среде нитратно-щелочного окислителя до 450–500 °С начинается сгорание полиэтилена с выделением колоссального количество энергии. При проведении эксперимента на открытом воздухе языки пламени поднимаются на высоту до трех метров.
«Особенность разработки — двойное действие нашего состава. Мы используем нитраты щелочных и щелочноземельных металлов, которые при нагреве до определенной температуры выделяют атомарный кислород: он гораздо активнее обычного и обеспечивает полное сгорание полимера. Одновременно щелочи, входящие в состав смеси, вступают в реакцию с образующимися токсичными газами, нейтрализуя их и превращая в безвредные соединения», — уточнил Жамал Кочкаров.
На данном этапе перед учеными стоит задача проведения следующего этапа лабораторных исследований, а затем полупромышленных испытаний, которые потребует специализированного оборудования для проведения экспериментов и количественных расчетов.
Исследования проводятся в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» (нацпроект «Молодежь и дети»).
