아르곤은 '플라스틱 2호'를 두세 번이 아닌 무한 재활용하는 방법을 찾았다.

실험실의 화학 과학 및 엔지니어링 부서에서 촉매 과학 프로그램을 이끌고 있는 아르곤 화학자 Massimiliano Delferro는 코넬 대학과 협력하여 HDPE(No. 2 플라스틱)를 재활용하는 새로운 방법을 발견했습니다. 아르곤국립연구소 제공

Argonne 화학자 Massimiliano Delferro는 HDPE 재활용에 대한 개념 증명에는 값비싸고 희귀한 촉매가 포함되어 있기 때문에 HDPE 재활용 프로세스를 개선하는 다음 단계는 처음부터 다시 돌아가 이를 시장에 출시할 방법을 찾는 것이라고 말합니다. 아르곤국립연구소 제공

미국 에너지부 산하 아르곤 국립연구소(Argonne National Laboratory)와 코넬 대학교(Cornell University) 과학자들은 최근 플라스틱 2호(HDPE)를 완전히 재활용 가능하게 만드는 새로운 방법을 발견했습니다. Argonne 화학 과학 및 엔지니어링 부서의 연구자들은 계속해서 공정을 개선하고 있습니다. 아르곤국립연구소 제공

DuPage 카운티에 있는 Argonne National Laboratory의 화학자들은 특정 플라스틱을 무한정 재활용하는 새로운 방법을 개발했습니다. 이는 우유 및 세탁 세제에 사용되는 용기와 같은 용기를 재활용하는 방식을 바꿀 수 있는 발견입니다.

이러한 고밀도 폴리에틸렌, 즉 HDPE, 플라스틱을 재활용하는 현재 공정에서는 재료의 특성이 대부분 손실되므로 재활용을 2~3회만 반복할 수 있습니다. 3월에 개발된 Argonne의 새로운 방법은 사용된 HDPE를 여러 번 재활용할 수 있는 재료로 전환합니다.

흔히 PET로 알려진 플라스틱 1호의 경우 널리 사용되던 공정이다. 물병과 음료수병에 가장 많이 사용되는 플라스틱 1호는 무한히 재활용 가능합니다. 연구자들은 HDPE, 즉 플라스틱 No.2를 사용하여 이러한 결과를 모방하려고 시도했지만 이 물질은 완전히 다른 화학 구조를 가지고 있기 때문에 어려움에 직면했습니다.

"개념 증명으로 우리는 HDPE 물병을 사용하여 화학을 수행하고 폴리에틸렌 테레프탈레이트(플라스틱 1위)와 유사한 특정 그룹을 삽입하고 HDPE를 무한하게 구성하고 분해할 수 있음을 보여주었습니다. 그러나 원래 물질의 기계적 및 열적 특성은 유지됩니다."라고 연구실의 화학 과학 및 엔지니어링 부서에서 촉매 과학 프로그램을 이끌고 있는 Argonne 화학자 Massimiliano Delferro는 말했습니다.

이 과정을 통해 재활용된 HDPE도 잠재적으로 생분해 가능해졌습니다. 화학자들은 박테리아 효소가 사슬에 부착되어 자연적으로 분해되기 시작하는 기능 그룹을 플라스틱의 폴리머 사슬에 삽입했습니다.

Delferro와 그의 팀은 이 프로세스를 개발하기 위해 4년 동안 Cornell University와 협력했지만 여전히 한 가지 큰 과제에 직면해 있습니다. 성공하려면 극히 드물고 매우 값비싼 요소가 필요합니다.

다음 단계는 초기 단계로 돌아가 프로세스를 확장하여 시장에 출시할 수 있는 방법을 찾는 것입니다.

"우리는 대규모로 사용할 수 없다는 것을 이미 알고 있는 매우 비싸고 매우 이국적인 촉매를 사용했습니다. 하지만 우리는 지구상에 있는 플라스틱 폐기물의 양을 고려해야 합니다"라고 Delferro는 말했습니다. "우리는 이러한 중요한 요소를 사용하여 배치할 준비가 된 것과 동일한 반응을 수행할 수 있는 다른 촉매를 발견하거나 적용해야 합니다. 이것이 바로 우리가 하려고 하는 것입니다."

HDPE를 포함한 대부분의 플라스틱은 화석 연료로 만들어지기 때문에 목표는 플라스틱 폐기물을 줄이는 것뿐만 아니라 석유를 보존하면서 HDPE와 관련된 탄소 배출 및 오염을 줄이는 것입니다. 전 세계 연간 석유 사용량의 약 8%가 새로운 플라스틱을 만드는 데 사용됩니다. , 대부분은 한 번 사용된 후 폐기됩니다.

Delferro는 중국과 터키를 포함한 미국 재활용의 주요 수용자가 더욱 엄격해지고 혼합 종이 조각과 대부분의 플라스틱 수용을 중단한 2018년 이후 플라스틱 재활용 문제가 더욱 시급해졌다고 덧붙였습니다.

환경 단체인 Last Beach Clean Up 및 Beyond Plastics의 2022년 보고서에 따르면 이러한 변화로 인해 국가 재활용 시스템에 큰 변화가 발생하여 재활용률이 2018년 8.7%에서 2021년 5~6%로 감소했습니다. 버몬트주 Bennington College의 프로젝트입니다.