Kunststof is overal. We gebruiken het, gooien het weg en doen alsof het verdwijnt. Dat is niet het geval.
Een enkele fles kan eeuwenlang in de afvalstroom blijven hangen. Boodschappentassen raken verstrikt op stortplaatsen. Auto-onderdelen roesten naast polypropyleen. Het probleem is niet alleen het volume, het is ook de sortering. De huidige recyclingsystemen vereisen dat we kunststoffen scheiden op type. PET hier. Polyethyleen erbij. Het is duur. Het is arbeidsintensief. En het werkt nauwelijks. Slechts 9% van het plastic wordt gerecycled. De rest? Storten (79%) of verbranden (12%), waarbij kooldioxide rechtstreeks in de lucht wordt gedumpt.
Wat als je niet hoefde te sorteren?
Hoe alkalische thermische behandeling ongesorteerde kunststoffen omzet in waterstof
Onderzoekers van de Samueli School of Engineering van UCLA en de Ewha Womans University in Zuid-Korea hebben een ander idee. Ze willen niet sorteren. Ze willen het verbranden – zachtjes.
Het proces, dat alkalische thermische behandeling (ATT) wordt genoemd, verandert gemengd plastic afval in zeer zuivere waterstofbrandstof. Sorteren is niet nodig. Geen enorme CO2-uitstoot. Het werkt bij temperaturen die 300 tot 400 graden Celsius lager zijn dan conventionele stoomvergassing.
Het team verwerkte een mix van drie veel voorkomende kunststoffen:
– Polyethyleentereftalaat (PET)
– Polyethyleen (PE)
– Polypropyleen (PP)
Alles in één reactor. De resulterende waterstof overschreed de zuiverheidsgraad 90.
“We zijn momenteel twee urgente mondiale problemen aan het oplossen.”
Ah-Hyung “Alissa Park, co-corresponderend auteur en decaan bij UCLA Samueli, zei het botweg. Plastic afval stapelt zich op. De wereld heeft schone waterstof nodig om koolstofarm te worden. Deze methode pakt beide aan.
Waarom traditionele recycling gemengde plasticstromen mislukt
De meeste waterstofmethoden bij lage temperatuur hebben blinde vlekken. Fotoreforming op zonne-energie? Werkt op PET. Elektrochemische conversie? Ook veelal PET. Beiden negeren polyethyleen en polypropyleen, die een groot deel van het weggegooide plastic vormen.
Vergassing op hoge temperatuur kan gemengde kunststoffen verwerken. Maar het is rommelig. Er komt een aanzienlijke hoeveelheid CO2 vrij. Het is heet. Het is oud.
ATT is anders. Park en Woo-Jae Kim van Ewha Womans ontwikkelden het oorspronkelijk voor biomassa zoals zeewier. Ze hebben het aangepast voor plastic.
PET breekt gemakkelijk af in ATT. Er ontstaat tonnen waterstof. PE en PP? Niet zo veel. Hun structuren zijn koppig – alleen maar stabiele koolstof-waterstofbindingen. Natriumhydroxide, de belangrijkste reactant, kan zich er niet aan vastgrijpen.
Daarom voegde het team een voorbehandeling toe. Thermische oxidatie.
Ze verwarmen de kunststoffen kortstondig in de lucht. Dit introduceert zuurstofhoudende functionele groepen. Het creëert chemische handvatten waarmee het natriumhydroxide kan aanvallen. Plotseling worden de hardnekkige kunststoffen reactief.
Waar gaat de koolstof naartoe?
Dit is het deel dat het belangrijkst is voor de klimaatdoelstellingen.
Bij het afbreken van kunststoffen komt koolstof vrij. Bij vergassing wordt die koolstof CO2. Het gaat de atmosfeer in.
Bij ATT vangt het natriumhydroxide het op. De koolstof wordt omgezet in vast natriumcarbonaat. Ruim 75% van de oorspronkelijke koolstof van het plastic blijft achter. Het komt terecht in stabiele carbonaat- of vloeistofresten. Minder dan 13 komen in de gasfase.
Het vrijkomen van directe koolstofemissies? Verwaarloosbaar.
Een eenvoudige herstelstap kan dat natriumcarbonaat in calciumcarbonaat veranderen. Het is een mineraal dat wordt gebruikt in industrieën die doorgaans zwaar vervuilen. Je sluit de koolstof permanent op. Niet alleen recyclen. Het opslaan.
Is dit al commercieel haalbaar?
Het papier is helder. De resultaten staan in Proceedings of the National Academy of Sciences. De wetenschap werkt in het laboratorium.
Maar commerciële schaal is een ander beest.
Woo-Jae Kim ziet het als een potentiële kerntechnologie van de volgende generatie. Het ondersteunt de waterstofeconomie. Het ondersteunt de circulaire economie. Het verlaagt de sorteerkosten. Het vereenvoudigt het proces.
Het team moet echter de prestaties verbeteren. Ze moeten bewijzen dat het economisch haalbaar is. Kan het winstgevend draaien? Kan het miljoenen tonnen afval verwerken?
We weten het nog niet.
De financiering kwam van de National Research Foundation van Korea. De datum op de referentie is juli 2026. Toekomstige technologie voor huidige problemen.
Zal het stortplaatsen vervangen? Misschien. Zal het gascentrales vervangen? Mogelijk.
Tot die tijd blijven we dingen weggooien.
