Método inovador transforma plástico em material reutilizável com energia elétrica
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Pesquisa de illinois demonstra reciclagem de plástico impulsionada por fontes renováveis
Estudo sobre reciclagem apresenta novas oportunidades para uma economia circular de plásticos impulsionada por fontes renováveis de energia. Pesquisadores da Universidade de Illinois demonstraram um método inovador que utiliza energia elétrica renovável para reciclar um tipo de plástico amplamente utilizado, transformando-o em um material reutilizável de alta qualidade. Embora haja esforços globais para avançar em direção a uma economia circular de plásticos, mais de 75% das 400 toneladas métricas de plástico produzidas anualmente em todo o mundo ainda acabam como resíduos.
Método ecológico transforma plástico em material reutilizável, aponta pesquisa
Uma equipe de cientistas da Universidade de Illinois Urbana-Champaign mostrou como é possível empregar energia elétrica proveniente de fontes renováveis para reciclar um tipo de plástico que está ganhando popularidade, mas que é mais desafiador de reciclar do que outras variedades comuns.
No estudo recentemente publicado na revista Nature Communications, eles compartilham um método inovador que destaca o potencial de utilizar fontes renováveis de energia na transição para um modelo econômico circular para os plásticos.
"Nosso objetivo era demonstrar a integração de energia renovável e uma economia circular para os plásticos", afirmou Yuting Zhou, coautor do estudo e pesquisador associado que conduziu essa pesquisa em colaboração com os professores de química Jeffrey Moore, especialista em polímeros, e Joaquín Rodríguez-López, especialista em eletroquímica.
A ideia para o projeto surgiu de Moore, que possuía conhecimento na manipulação de poli(ftalaldeído), uma forma de poliacetal, especificamente o Polioximetileno (POM), uma resina acetal de alto desempenho amplamente utilizada em várias indústrias, incluindo automotiva e eletrônica. Sendo um termoplástico, o POM pode ser moldado quando aquecido e endurece ao esfriar, demonstrando elevada resistência e rigidez, o que o torna uma alternativa leve e atrativa ao metal em aplicações como engrenagens mecânicas de veículos. Diversas empresas químicas o produzem com variações em fórmulas e nomes, como o Delrin da DuPont.
No processo de reciclagem, as características cristalinas do POM dificultam sua decomposição. Ainda que seja possível derreter e remodelar, as propriedades originais são perdidas, limitando a utilidade do material reciclado.
A equipe de pesquisa da Universidade de Illinois desenvolveu um método que utiliza eletricidade, obtida a partir de fontes renováveis, e opera em temperatura ambiente. Esse processo eletromediado desmonta o polímero, quebrando-o em monômeros - as unidades moleculares que se unem para formar os polímeros.
Embora progressos significativos tenham sido feitos nos últimos cinco anos no que diz respeito à reciclagem química de plásticos sintéticos comuns, como PE, PET e PS, a reciclagem do POM tem sido pouco explorada, especialmente usando eletricidade como catalisador do processo.
No estudo, os pesquisadores aplicaram seu método ao Delrin. Inicialmente, eles dissolveram pequenas esferas desse polímero em um líquido para quebrar as ligações moleculares da cadeia do polímero. Na fase subsequente de eletrocatálise, as cadeias do polímero Delrin foram desmanteladas em monômeros.
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O solvente orgânico que dissolve o plástico foi a chave desse processo, e o hexafluoroisopropanol (HFIP) se destacou como a única opção viável após testes de diferentes solventes orgânicos. O HFIP não apenas dissolve o polímero, mas também desempenha um papel crucial na despolimerização durante a eletrocatálise. Ele gera ácido durante a eletrólise, que é acredita-se ser responsável por desmembrar o polímero em monômeros.
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Os pesquisadores demonstraram com sucesso o processo utilizando pequenas esferas de POM puro. Em seguida, testaram seu método em um produto comercial feito de Delrin, obtendo resultados positivos.
Yuting Zhou enfatiza que esse trabalho é um incentivo para explorar ainda mais a eletrocatálise na reciclagem de plásticos, experimentando com tipos desafiadores de plástico, buscando a reciclagem seletiva do POM para ácido fórmico e implementando esse método em sistemas contínuos de reciclagem.
A equipe espera que esse trabalho inspire engenheiros e químicos a investigar o uso da eletricidade para desmontar plásticos sintéticos e avançar nessa área de pesquisa.
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