Plastik Kirliliği: Kimyasal Geri Dönüşüm Bir Çözüm Sağlayabilir

 Plastik Kirliliği: Kimyasal Geri Dönüşüm Bir Çözüm Sağlayabilir

Görsel: Salvacampillo/Shutterstock

Dünya plastik içerisinde boğuluyor.

Şimdiye kadar üretilen 8.700 milyon metrik tonluk plastiğin %60’ı kullanılmıyor ve bunlar arazilerde bekletiliyor ya da çevreye bırakılıyor. Bu oran, gezegendeki her 7.6 milyar insanın her biri için 400 kilogramın üzerindeki plastik atığa denk geliyor.

Bunun bir nedeni ise, mevcut sistemimizde bir çok plastiğin geri dönüştürülememesi. Aynı zamanda bazılarının da geri dönüştürülebilir olmasına rağmen eninde sonunda arazilere götürülmesidir.

Plastikler, en azından eski teknikler kullanılarak tamamen geri dönüştürülemez. Çoğu; toprağa, yakma fırınına ya da okyanusa gitmeden önce bir kez kullanılır. Ancak, kimyasal geri dönüşüm olarak bilinen farklı bir geri dönüşüm biçimi bizlere umut veriyor.

Geleneksel olan fiziksel (mekanik) geri dönüşüm, genelde plastikleri küçük parçalara öğütüp karıştırdıktan sonra yeni bir düşük dereceli plastik oluşturup kalıplamak üzerine kuruludur. Kimyasal geri dönüşüm ise plastiği moleküler seviyeye indirir ve daha sonra başka malzemelerde kullanılabilen ‘platform molekülleri’ haline getirir. Bu fikir şimdilik yeni fakat önümüzdeki günlerde bizlere büyük bir fırsat olacağı kesin. Plastikler, karbon ve hidrojenden oluşan monomer yapı taşlı moleküllerden oluşan polimer olarak bilinen malzemelerin geniş bir sınıfıdır. Kimyasal geri dönüşümdeki zorluk, plastiği parçalarken ve yeniden oluştururken doğru teknikleri kullandıktan sonra atığı en aza indirip değerli bir ürün edebilmektedir.

Aynı zamanda bütün bunların, verimli, ekonomik, büyük ölçekli ve karbondan bağımsız yapılması gerekli. Bunlara ek olarak da; nihai sonuç, çözmeye çalıştığı sorundan daha az zarar yaratmalıdır.

Plastiği oluşturan monomerler çeşitli şekil ve boyutlarda olabilir: bazıları çizgili, bazıları dallara ayrılmış ve bazıları da halka şeklindedir. Plastiğin malzeme özellikleri, ne kadar kolay parçalanabildiği, erime sıcaklığı vb. özellikler monomerlerin birbirlerine bağlanma yollarını belirler.

 

Geleneksel geri dönüşüm, plastiği küçük parçalara ayırır. (Görsel: ImagineStock/Shutterstock)

En basit ifadeyle, kimyasal bağları kırmak tamamen enerji meselesidir. Plastikler büyük ölçüde kararlı malzemelerdir, bu nedenle bunları parçalamak için yüksek bir enerjiye ihtiyaç duyarlar. Bu enerjiyi ise, yüksek sıcaklıklarda malzemeleri ayrıştırmak için kullanılan  piroliz işleminden alırlar. Polimer zincirindeki belirli bir konumda kimyasal reaksiyonu kıvılcımlandıran malzemeyi, doğru katalizörü kullanarak bu arızanın üzerinde daha hassas kontrol sahibi olabilirsiniz.

Bahsettiğimiz bu katalizörlere enzim olarak bilinen biyolojik molekülleri örnek verebiliriz. Bunlar, canlı organizmalarda görülür ve vücuttaki sindirim gibi süreçlerde hayati rol oynar. Şimdiye kadar 50’ye yakın sayıda olduğu bilinen ve plastiği parçalayabilen “plastivore” mikroorganizmalar bu parçalama işlemini içerdikleri enzimler sayesinde başarabiliyor.

Ancak bu doğal mekanizmaları kullanmak zorlayıcı olabilir, çünkü onları hayatta tutmak için spesifik pH değerlerine ve sıcaklığa ihtiyaç duyarlar ve süreci tamamlamak uzun zaman alır. Yine de, daha fazla araştırma ve yapılacak deneylerle bunun gelecekte kullanılabileceğini ön görmek pek zor değil.

Ancak diğer katalizörler oldukça hızlı çalışabilir. Örneğin, Alvin Orbaek White (bu yazının sahibi) ve arkadaşları siyah plastiğin, demir nanopartikülleri kullanarak karbon nanotüplere dönüştürülmesinin mümkün olduğunu göstermiştir. Daha sonra bu yeni materyali, müzik sistemine bilgi taşımak üzere kullanılan kablolar için kullanabildiler.

Yeni Teknikler

Bu yeni teknikleri geliştirmek üzere dünya üzerinde küresel bir çaba var. Araştırmalar, eski yemeklik yağın (doğal bir polimer) kimyasal geri dönüşüm sayesinde 3D yazıcılarda kullanılmak üzere biyolojik olarak parçalanabilen  reçineye dönüştürülebileceğini göstermiştir. Gıda malzemeleri, kauçuk ve plastik gibi diğer. atık malzemeler hızla grafen (bir atom kalınlığında karbon formu) üretmek için kullanılabilir. Ayrıca bilim insanları, biyoplastiklerin yavaşça parçalanıp karbon dioksit açığa çıkartmasının yerine tekrar tekrar geri dönüştürmenin bir yolunu buldular.

Kimyasal geri dönüşüm özellikle, ince filmler ve mikroplastikler gibi fiziksel geri dönüşümde sorun çıkaran materyallerin geri dönüşümünü tamamlayabilir. Bu materyaller küçük boyutları sebebiyle kırma makinasında sıkışarak tüm sistemin çıkmaza girmesine, yavaşlamasına hatta durmasına sebep olurlar. Aynı zamanda bu öğütücüler mikroplastik materyallerin yüzlerce katı küçüklükteki ince filmler üzerinde çalışamaz.

Bahsettiğimiz bu tekniklerin bir çoğu laboratuvarlarda geliştirildi ve şu anda bu teknikleri ticari düzeyde kullanan belirli sayıda şirket var bile. Bu teknikler ve kullanımları zaman, para ve uzmanlık gerektirir. Fakat, biz plastik kullanımını bırakana kadar, bu plastiklerin kimyasal geri dönüşümü ile dairesel karbon ekonomisini geliştirmek için yapılan yatırımlar büyük bir fırsat gibi görünüyor.

 

Kaynak: Plastic pollution: Chemical recycling could provide a solution

aycadogan

İlginizi Çekebilir

Cevap yaz

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir