کره جنوبی: توسعه نخستین مشعل پلاسمای هیدروژنی برای بازیافت پلاستیک بدون تفکیک

فناوری پلاسما: راه حلی برای پلاستیک‌های ترکیبی

این فناوری پیشرفته که توسط کنسرسیومی به رهبری موسسه ماشین‌آلات و مواد کره (KIMM) توسعه یافته، مشکل دیرینه تفکیک و بازیافت پلاستیک‌های ترکیبی را برطرف می‌کند. یونگ-هون سونگ، سرپرست برنامه تحقیقاتی، این دستاورد را «نخستین فرآیند اقتصادی جهان برای تبدیل پلاستیک‌های زائد ترکیبی به مواد اولیه خالص» توصیف کرده است.

وی افزود: «با نمایش عملی و تجاری‌سازی این فناوری، می‌توان به‌طور همزمان مسائل مربوط به زباله و کربن را مدیریت کرد.»

عملکرد بی‌سابقه مشعل پلاسمای هیدروژنی

فرآیند ابداعی از پلاسما، حالتی از گاز با انرژی بسیار بالا، برای تجزیه سریع پلاستیک‌ها در کمتر از ۰.۰۱ ثانیه بهره می‌برد. این روش با دماهای فوق‌العاده بالا (تا ۲۰۰۰ درجه سانتی‌گراد) کار می‌کند که تفاوت چشمگیری با تکنیک‌های سنتی بازیافت شیمیایی مانند پیرولیز دارد. پیرولیز در دماهای پایین‌تر (۴۵۰ تا ۶۰۰ درجه سانتی‌گراد) عمل کرده و بیش از صد محصول جانبی مختلف تولید می‌کند که بسیاری از آن‌ها غیرقابل استفاده هستند.

پژوهشگران در اطلاعیه‌ای تاکید کردند: «فرآیند پلاسما که توسط تیم تحقیقاتی توسعه یافته، این محدودیت‌ها را برطرف می‌کند. عملکرد فوق‌العاده دمای بالا، ساختارهای پلیمری را به سرعت تجزیه کرده و با استفاده از سوخت ۱۰۰ درصد هیدروژن، از تشکیل کربن جلوگیری می‌کند.»

بازدهی بالا و خلوص بی‌نظیر

استفاده از مشعل پلاسما با سوخت کاملاً هیدروژنی، از ایجاد دوده کربنی جلوگیری کرده و امکان عملیات پایدار و مداوم را فراهم می‌آورد. این فرآیند به‌طور انتخابی پلاستیک‌های زائد را به اتیلن و بنزن با بازدهی چشمگیر ۷۰ تا ۹۰ درصد تبدیل می‌کند. پس از پالایش، مواد اولیه حاصل بیش از ۹۹ درصد خلوص دارند و کاملاً برای تولید پلاستیک‌های جدید قابل استفاده هستند.

این فناوری یکی از موانع اصلی بازیافت را برطرف می‌کند، زیرا نرخ بازیافت شیمیایی در حال حاضر به دلیل هزینه‌های بالا و مشکلات تفکیک پلاستیک‌ها پایین است. همچنین، فرآیند پلاسما بر روی باقیمانده‌های مومی روش‌های بازیافت دیگر نیز مؤثر بوده و آن‌ها را با بازدهی بیش از ۸۰ درصد به مواد شیمیایی مفید تبدیل می‌کند.

مسیر تجاری‌سازی و کاربردهای صنعتی

این پروژه که شامل همکاری مؤسساتی همچون KRICT، KITECH، KIST و چندین دانشگاه است، در مسیر استفاده تجاری قرار دارد. عملیات آزمایشی نشان داده است که هزینه تولید اتیلن با این روش، قابل مقایسه با منابع سوخت فسیلی سنتی است. تیم تحقیقاتی قصد دارد از سال ۲۰۲۶ عملیات آزمایشی بلندمدت در کره جنوبی را آغاز کند تا زمینه اجرای صنعتی این فناوری فراهم شود.

پتانسیل بازیافت پلاستیک بدون کربن

دائه هون لی، یکی دیگر از پژوهشگران پروژه، به پتانسیل گسترده این فناوری اشاره کرد: «علاوه بر فناوری فرآیندی، چندین زیرتکنولوژی کلیدی نیز در این پروژه توسعه یافت که قابلیت استفاده در پردازش گازهای گلخانه‌ای در صنعت نیمه‌هادی و نمایشگر و همچنین تولید مواد با ارزش بالا را دارند.»

به گفته پژوهشگران، در صورت استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر، این فناوری پتانسیل تبدیل به روشی بدون کربن برای بازیافت پلاستیک را دارد. این پیشرفت در راستای تلاش‌های جهانی برای یافتن راه‌حل‌های پایدار برای مدیریت پلاستیک است؛ برای مثال، شیمیدانان دانشگاه نورث‌وسترن نیز روش پیشرفته‌ای توسعه داده‌اند که مراحل وقت‌گیر تفکیک پلاستیک را حذف کرده و پلاستیک‌های یک‌بار مصرف سرسخت را مستقیماً به محصولات مفید مانند سوخت، واکس و روان‌کننده‌ها تبدیل می‌کند.