Ny katalysator kan revolutionera plaståtervinningen

Det är kemister verksamma vid Northwestern University och Ames National Laboratory i USA som utvecklat en ny – billig, lättillgänglig och nickelbaserad – katalysator.

Ett av de största hindren för plaståtervinning har alltid varit behovet av att noggrant sortera plastavfall efter typ. Men det här förenklas drastiskt med den nya katalysatorn eftersom den riktar in sig på en av våra mest problematiska plastgrupper: polyolefiner.

– Katalysatorn kan kringgå det kostsamma och arbetsintensiva sorteringssteget för vanliga polyolefinplaster. Det gör återvinningen mer effektiv, praktisk och ekonomiskt gångbar jämfört med dagens tillvägagångssätt, säger Tobin Marks, professor vid Northwestern University och huvudförfattare till studien som nyligen publicerats i tidskriften Nature Chemistry.

Världens mest använda – och minst återvunna – plast

Polyolefiner, som utgör nästan två tredjedelar av den globala plastkonsumtionen, finns i allt från ketchupflaskor och plastpåsar till juicekartonger och yoghurtbägare. Trots det återvinns mindre än 10 procent globalt – i vissa fall så lite som en procent – enligt en rapport i tidskriften Nature. Orsaken är polyolefinernas mycket starka kol-bindningar, som gör dem ovanligt svåra att bryta ner.

– Om vi inte har ett effektivt sätt att återvinna dem hamnar de på soptippen eller i miljön, där de stannar i årtionden innan de bryts ner till skadliga mikroplaster, förklarar medförfattaren Yosi Kratish.

Lösning med låg energiförbrukning

Andra återvinningsmetoder kräver ofta höga temperaturer på uppåt 700 grader, och dyrbara ädelmetaller som platina. Men eftersom den nya katalysatorn är baserad på en särskild sorts nickelstruktur klarar den jobbet vid hundra grader lägre temperatur – och med halva mängden vätgas.

Den har också ett enda reaktivt centrum – en så kallad ”single-site design” – vilket gör den mycket selektiv. Resultatet är att katalysatorn fungerar som en kirurgisk skalpell som specifikt bryter ner de svåraste bindningarna, utan att förstöra hela plastens struktur.

– Produktionen av polyolefiner sker i enorm skala, men de globala reserverna av ädelmetaller är mycket begränsade. Vi kan inte använda hela världens metallförråd i kemin – och även om vi gjorde det, skulle de ändå inte räcka till för att lösa plastproblemet. Det är därför vi är intresserade av metaller [som nickel] som är vanliga i jordskorpan, berättar medförfattaren Qingheng Lai.

Mindre mikroplaster, mer värde

När polyolefinerna bryts ner av katalysatorn omvandlas de till vätskor, vax och olja bland annat. De kan uppgraderas till nya produkter i stil med smörjmedel, bränslen och ljus. Det betyder att återvunnen plast inte längre måste bli lågkvalitativ plastråvara – utan få användningsområden som är lika bra som originalet.

– Vi ville hitta ett elegant sätt att tillföra minimal energi men få ut maximal nytta, säger Yosi Kratish.

Än så länge är tekniken i sin linda, men potentialen är enorm. Lyckas man ta steget från laboratoriet till storskalig återvinning kan genombrottet markera slutet på plastsortering för hand – och på sikt minska mängden mikroplaster i naturen.