Le monde se noie dans le plastique. Environ 60% des plus de 8 700 millions de tonnes métriques de plastique jamais fabriquées ne sont plus utilisées, au lieu de cela, elles sont restées principalement dans les décharges ou rejetées dans l’environnement. Cela équivaut à plus de 400 kg de déchets plastiques pour chacun des 7,6 milliards d’habitants de la planète.
Une des raisons à cela est que de nombreux plastiques ne sont pas recyclables dans notre système actuel. Et même ceux qui sont recyclables finissent par être mis en décharge.
Les plastiques ne peuvent pas être recyclés à l’infini, du moins sans utiliser les techniques traditionnelles. La plupart d’entre eux n’ont qu’un nouveau souffle avant de se retrouver dans la terre, l’océan ou un incinérateur. Mais il y a de l’espoir dans une forme différente de recyclage connue sous le nom de recyclage chimique.
Le recyclage physique ou mécanique traditionnel broie généralement le plastique en petites pièces qui sont ensuite mélangées et moulées ensemble pour créer des produits en plastique de qualité inférieure. Le recyclage chimique, d’autre part, décompose le plastique au niveau moléculaire, rendant disponibles des molécules de plate-forme »qui peuvent ensuite être utilisées pour fabriquer d’autres matériaux.C’est une première étape pour cette idée mais, en principe, elle pourrait ouvrir toute une gamme de Opportunités.
Les plastiques sont une large classification des matériaux connus sous le nom de polymères, qui sont fabriqués à partir de molécules de blocs de construction de petits monomères composées principalement de carbone et d’hydrogène. Le défi du recyclage chimique du plastique consiste à trouver les bonnes techniques pour décomposer et reconstituer le matériau en une variété de produits finaux tout en minimisant les déchets.
Tout cela doit être fait de manière productive, économique, à grande échelle et neutre en carbone. La solution éventuelle devrait créer moins de dommages que le problème qu’elle essaie de résoudre.
Les monomères qui composent les plastiques peuvent prendre une variété de formes et de tailles: certains sont des lignes droites, certains sont ramifiés et certains ont des anneaux. La façon dont ils sont liés ensemble détermine les propriétés du matériau plastique, y compris la facilité de leur décomposition, leurs températures de fusion, etc.
Le recyclage conventionnel ne fait que casser le plastique en petits granules. ImagineStock / Shutterstock
En termes simples, rompre les liaisons chimiques est une question d’énergie. Les plastiques sont en grande partie des matériaux très stables, ils ont donc généralement besoin de beaucoup d’énergie pour les décomposer, généralement sous forme de chaleur pour provoquer un processus appelé pyrolyse.Vous pouvez avoir un contrôle plus précis de la dégradation en utilisant le bon catalyseur, un matériau qui produit des étincelles. la réaction chimique à partir d’un emplacement spécifique dans la chaîne polymère.
Un exemple de catalyseur est le type de molécule biologique connue sous le nom d’enzyme. Ceux-ci se produisent dans les organismes vivants et jouent un rôle vital dans les processus de l’organisme tels que la digestion. Il existe jusqu’à 50 micro-organismes plastivores connus qui peuvent digérer le plastique car ils contiennent des enzymes qui aident à le décomposer.
Mais l’utilisation de ces processus naturels peut être difficile car vous devez maintenir les organismes biologiques en vie, ils nécessitent donc des conditions très spécifiques telles que la température et le pH, et ils prennent souvent beaucoup de temps pour terminer le processus. Cependant, avec plus de recherches, ils pourraient être utilisés commercialement à l’avenir.
D’autres catalyseurs peuvent fonctionner assez rapidement. Par exemple, mes collègues et moi avons démontré qu’il est possible d’utiliser des nanoparticules de fer pour aider à transformer le plastique noir (l’un des types les plus difficiles à recycler) en nanotubes de carbone en quelques instants. Nous avons ensuite pu utiliser ce nouveau matériau pour construire des composants électriques tels que des câbles de données pour transmettre des informations à un système d’enceintes pour jouer de la musique.
De nouvelles techniques
Il y a un effort mondial dans ce domaine en pleine croissance pour développer de nouvelles techniques. La recherche a montré que vous pouvez recycler chimiquement de l’huile de cuisson ancienne (un polymère naturel) en une résine biodégradable pour une utilisation dans les imprimantes 3D. D’autres déchets tels que les aliments, le caoutchouc et les plastiques peuvent être utilisés pour produire rapidement du graphène (une forme d’épaisseur d’un atome carbone). Les scientifiques ont également développé un moyen de recycler à plusieurs reprises les bioplastiques au lieu de les laisser se biodégrader lentement et libérer du dioxyde de carbone.
Le recyclage chimique pourrait compléter le recyclage mécanique, en particulier pour les matériaux problématiques dans le recyclage physique tels que les films minces et les microplastiques. Ceux-ci sont piégés dans la machine de broyage en raison de leur petite taille et de leur résistance, ce qui entraîne le blocage, le ralentissement ou même l’arrêt complet de l’ensemble du système et nécessite un nettoyage. Les broyeurs ne peuvent pas travailler sur des films minces, sans parler des matériaux microplastiques qui sont des centaines de fois plus petits.
Beaucoup de ces techniques ont été démontrées en laboratoire et plusieurs entreprises le font maintenant au niveau commercial Ces processus prennent du temps, de l’expertise et de l’argent Mais jusqu’à ce que nous cessions d’utiliser des plastiques, cela représente un champ croissant d’opportunités d’investissement pour développer une économie de carbone circulaire grâce à l’utilisation du recyclage chimique des plastiques.