Plastik Atığı Geri Dönüştürmek: Son Teknolojiler Neler?

Plastik atıklar dünyamızı kirletmeye devam ederken araştırmacılar plastikleri geri dönüştürmek için çeşitli yollar arıyor. Çünkü, Antarktika'dan Dünya'nın en derin noktası Mariana Çukuru'na kadar neredeyse her yerde plastiklerin izlerine rastlıyoruz. Plastik kullanımı en azından şimdilik sıfıra indirilemeyeceğine göre plastiklerin çözünmesi için ya da geri dönüştürülmesi için yeni teknikler gerektiği aşikar. Yeni aldığımız bir ürünün ambalajından su şişesine kadar kullandığımız birçok ürün plastikten yapılıyor. Çantalar, pipetler ve teneke kutu halkaları gibi tek kullanımlık plastikler genellikle kullandıktan sonra atılmalıdır. Bu kolay atılabilir malzeme, her yıl dünya çapında üretilen 300 milyon ton plastiğin yarısını oluşturuyor. Üstelik hem büyük parçalar hem de mikroplastikler ekosistemlere ve canlılara sağlık açısından ciddi tehlike oluşturuyor. Peki, bilim insanları plastik sorunu için neler yapıyor. Bu yazımızda, üç örnekle plastikleri geri dönüştürmek veya çözmek için son gelişmeleri aktarıyoruz.

Plastik Atıkları Yakıta Dönüştürmek

[caption id="attachment_2848" align="aligncenter" width="1024"] Araştırmacılar, plastik atığı 225 santigrat derecelik ısıda yakıta dönüştürebilecek bir teknik geliştirdi.[/caption] Yeni bir çalışma tek kullanımlık plastikleri geri dönüştürmek için farklı bir çözüm ortaya koyuyor; plastik poşetleri, şişeleri yakıta dönüştürmek. Science Advances dergisinde yayımlanan bir çalışma, poliolefini eriterek petrol ve gazı orijinal haline getiren piroliz tekniğini gösteriyor. Poliolefinler pipetten paketlemeye, termal iç çamaşırlara ve plastik streç kağıda kadar günlük ürünlerde çok yaygın bir plastik türüdür. Dünyanın plastik talebinin üçte ikisini oluşturuyor. Bu tür plastiklerin üretimi, petrol ve gaz endüstrisi için büyük bir nimet oldu ve fosil yakıt üreticilerine gelecek için bir umut ışığı veriyor; Plastikler bugün petrol talebinin yalnızca yüzde 14'ünü oluştururken, 2050'ye kadar dünyanın petrol talebinin yarısını oluşturacağı tahmin ediliyor. Bu teknikle geri dönüştürülmesi zor her tür plastik sıvı petrokimyasallara ayrılıyor ve böylece tek kullanımlık plastikleri bir şekilde geri dönüştürüyor. Bu tekniği farklı kılan ise plastiği diğer piroliz yöntemlerine göre daha düşük sıcaklıklarda parçalaması. Bu da plastiği daha yoğun yakıta dönüştürmeye yardımcı oluyor. Delaware Üniversitesinde kimya ve biyomoleküler mühendisliği profesörü Dionisios Vlachos, "Önceki çalışmaların çoğu plastiği 400-800 ° C'lik yüksek sıcaklıklara kadar ısıtan pirolize odaklanıyordu. Enerji ihtiyacı çok yüksekti." dedi. Vlachos, bu yüksek ısı tekniklerinin plastikteki kimyasal bağların çoğunu kırdığını ve bu da ürünün şist gibi hafif gazlara çok benzediğini söyledi. Vlachos, yeni tekniğin kullanılan düşük ısıda (yaklaşık 225 santigrat derece) sıvı yakıtlar oluşturabileceğini söyledi. Bu yakıtlar, arabalar, kamyonlar veya uçaklarda kullanılabilecek.

Denizdeki Atıkları Toplayıp Yakıta Dönüştüren Gemi; Manta

[caption id="attachment_2846" align="alignnone" width="1000"] (Fotoğraf; The SeaCleaners)[/caption] Yelkenli gemi, aynı zamanda okyanus araştırmaları yapan deniz biyologlarına ev sahipliği yapabilecek. Yenilenebilir enerjiyle çalışan dev, plastik yiyen bir gemi; Manta. 185 metrelik hibrit yelkenli, endüstriyel ölçekte plastik atıkları toplayabilen dünyanın ilk deniz temizleme gemisi olacak. Gemi aynı zamanda bilimsel bir laboratuvar görevi de görecek. Dünya rekoru kıran denizci Yvan Bourgnon, Manta'nın fikir sahibi. 20 yıllık transatlantik yarışmalar ve çeşitli solo dünya turları sırasında Bourgnon, okyanusların kirliliğine bizzat şahit oldu. 2015 yılında yelkenli teknesinin Gascogne Körfezi'ndeki plastik molozlara çarpmasının ardından Transat Jacques Vabre yat yarışını bırakmak zorunda kaldı. Bourgnon, plastik kirliliğine çözüm bulmak için uluslararası bir ekip kurdu. 2016 yılında beş araştırma laboratuvarı ve 17 dış ortaktan oluşan 58'den fazla mühendis, teknisyen ve araştırmacının oluşturduğu bir konsorsiyumu kurdu; The SeaCleaners. Ardından da Manta girişimini tasarlamaya koyuldular.

İlk Hedef Okyanusları Kirleten Haliçler

[caption id="attachment_2845" align="aligncenter" width="1000"] Arka taraftaki Mobula 8 ve Mobula 10, sığ sulardaki çöpleri temizleyecek. (Fotoğraf: The SeaCleaners)[/caption] Düşük karbonlu çelikten üretilen Manta, yelkenli bir gemi. Atık toplama için optimum (iki ila üç knot arasında) kontrollü hızlarda hareket etmesini sağlayan özel bir elektrikli hibrit tahrik sistemine sahip. Gemide yaklaşık 500 kW'lık yenilenebilir enerji üretiliyor. Bu da arkada bulunan iki rüzgar türbini, pruvada 500 metrekarelik fotovoltaik güneş paneli, teknenin altındaki iki hidro-jeneratör ve enerji sağlamak için kullanılan bir Atıktan Elektriğe Dönüştürme Ünitesi (WECU) aracılığıyla yapılıyor. Manta'ın ilk hedefi, dünyadaki en kirletici 10 nehrin haliçlerinin veya ağızlarının içindeki ve çevresindeki kıyı bölgelerini temizlemek. Bunlar, Yangtze (Asya'nın en uzun nehri), Çin'in Bohai Denizi'ni besleyen Sarı Nehir ve Hindistan ile Bangladeş'ten geçen Ganj olarak açıklandı. Manta, saatte üç tona kadar atık toplayacak ve 12 saatlik iki vardiyada çalışan 22 kişilik bir mürettebat tarafından gemide atıklar ayrılacak. Metal ve cam kıyı geri dönüşüm birimlerine gönderilirken, organik madde denize gidecek. Plastik atıklar ise WECU sayesinde yakıta dönüştürülerek gemide kullanılacak. Girişimcilerin hedefi, yılda 300 gün faaliyet göstererek 10 bin 000 tona kadar atık toplanması.

Suda ve Isıda Çözünen Plastik

[caption id="attachment_2849" align="aligncenter" width="696"] Plastikleri geri dönüştürmek için araştırmacılar çeşitli teknikler geliştiriyor.[/caption] Bilim insanları, plastiklerin hızla ayrışmasını sağlamanın yollarını arıyor. California Üniversitesinde malzeme bilimi, mühendisliği ve kimya profesörü olan Ting Xu ve ekibi, tek kullanımlık plastiğin biyolojik olarak parçalanmasını sağlayacak çözümleri araştırıyor. Yeni bir çalışmada, evde gübreleme yapmayı kolaylaştırmak için biyoplastiklere yerleştirilebilen enzimler üzerinde yenilikçi bir polimer kaplamayı anlattılar. Laboratuvar araştırması, ısıya ve suya maruz kaldığında parçalanabilen plastik oluşturmak için polimer kaplamayı bulduklarını gösterdi. Bu yeni, biyolojik olarak kolayca parçalanabilen plastik, plastik yapılırken rastgele heteropolimerlere sarılmış enzimlerde dokunarak yapılıyor. Kısaca RHP olarak adlandırılan bu polimerler enzimleri örtüyor ve böylece parçalanmaz ve işe yaramaz hale getiriyor. Xu, bu konuda tekniğin önceki çalışmalardan farkını anlattı. Xu, "Enzimleri RHP'lerin yardımı olmadan gömmek için yapılan önceki girişimler plastikte büyük öbekler oluşturdu. Malzeme neredeyse bir beyaz peynir gibi görünüyordu." dedi. Çalışmaya göre yeni teknikte, plastik ıslandığında polimer kaplama düşüyor ve enzimleri plastikleri "yemeye" başlamak için serbest bırakıyor. Bu çalışmada, biyolojik olarak parçalanabilen plastiklerde kullanılan iki tip polyester polimeri ile bu işlemi test ettiler;  polikaprolakton ve polilaktik asit. Polilaktik asit liflerinin yüzde 80'i, oda sıcaklığında su dolu bir fıçıda sadece bir hafta içinde çözüldü. 40 santigrat derecelik daha sıcak endüstriyel gübreleme sıcaklığı altında, polikaprolakton iki günde bozuldu. Kaynaklar; Science Advances-Plastiği yakıta dönüştürmek Robb Report - Manta Nature-Çözülen plastik