Systeem op zonne-energie zet plastic en broeikasgassen om in duurzame brandstoffen

Waarom we over dit onderwerp schrijven:

Het omzetten van kunststoffen en broeikasgassen – twee van de grootste bedreigingen voor de natuurlijke wereld – in nuttige en waardevolle producten met behulp van zonne-energie is een belangrijke stap in de overgang naar een duurzamere, circulaire economie.

Onderzoekers van de Universiteit van Cambridge hebben een systeem ontwikkeld dat plastic afval en broeikasgassen kan omzetten in duurzame brandstoffen en andere waardevolle producten – met alleen de energie van de zon, aldus de universiteit in een persbericht.

De onderzoekers ontwikkelden het systeem dat twee afvalstromen tegelijkertijd kan omzetten in twee chemische producten . Het is de eerste keer dat dit is gelukt in een reactor op zonne-energie. De reactor zet koolstofdioxide (CO2) en kunststoffen om in verschillende producten die nuttig zijn in verschillende industrieën. In tests werd CO2 omgezet in syngas, een belangrijke bouwsteen voor duurzame vloeibare brandstoffen. Ook werden plastic flessen omgezet in glycolzuur, dat veel wordt gebruikt in de cosmetica-industrie. Het systeem kan gemakkelijk worden aangepast om verschillende producten te produceren door het type katalysator in de reactor te veranderen.

“Het omzetten van afval in iets nuttigs met behulp van zonne-energie is een belangrijk doel van ons onderzoek,” aldus professor Erwin Reisner van het Yusuf Hamied Department of Chemistry, senior auteur van de paper. “Plasticvervuiling is wereldwijd een enorm probleem, en vaak worden veel van de plastics die we in recyclagebakken gooien, verbrand of belanden ze op de stortplaats.”

Alternatief voor siliconen

De onderzoekers ontwikkelden een geïntegreerde reactor met twee afzonderlijke compartimenten: één voor plastic en één voor broeikasgassen. De reactor gebruikt een lichtabsorber op basis van perovskiet – een veelbelovend alternatief voor silicium voor de volgende generatie zonnecellen.

Het team ontwierp verschillende katalysatoren die in de lichtabsorber werden geïntegreerd. Door de katalysator te veranderen, konden de onderzoekers vervolgens het eindproduct veranderen. Tests van de reactor bij normale temperatuur en druk toonden aan dat de reactor PET plastic flessen en CO2 efficiënt kon omzetten in verschillende op koolstof gebaseerde brandstoffen zoals CO, syngas of formiaat, naast glycolzuur. De door Cambridge ontwikkelde reactor produceerde deze producten met een snelheid die ook veel hoger ligt dan bij conventionele fotokatalytische CO2-reductieprocessen.

“Over het algemeen vereist CO2-omzetting veel energie, maar met ons systeem schijn je er simpelweg een licht op, en het begint schadelijke producten om te zetten in iets nuttigs en duurzaams,” aldus mede-eerste auteur Dr. Motiar Rahaman. “Vóór dit systeem hadden we niets dat selectief en efficiënt hoogwaardige producten kon maken.”

Recyclingfabriek op zonne-energie

Reisner ontving onlangs financiering van de Europese Onderzoeksraad om de ontwikkeling van hun reactor op zonne-energie te ondersteunen. In de komende vijf jaar hopen zij de reactor verder te ontwikkelen om complexere moleculen te produceren. De onderzoekers zeggen dat soortgelijke technieken ooit kunnen worden gebruikt om een recyclingfabriek te ontwikkelen die volledig op zonne-energie werkt.

De Unwastor maakt van ongewassen, ongesorteerd en ongeshredderd plastic een grondstof voor nieuwe palen en planken

Het wordt ook wel de ‘UnWastor’ genoemd, de test- en demofabriek van UPPACT in de Eemshaven.