راکتور خورشیدی که از زباله‌های پلاستیکی محصولات ارزشمند تولید می‌کند

به گزارش خبرنگار گروه دانش و فناوری خبرگزاری آنا، گاز‌های گلخانه‌ای و زباله‌های پلاستیکی از بزرگترین مشکلات زیست محیطی جهان امروز هستند. برای مقابله با این دو مشکل محققان دانشگاه کمبریج یک راکتور خورشیدی جدید طراحی  کرده اند که گازدر اکسید کربن (CO۲) و بطری‌های پلاستیکی استفاده شده را به مواد مفید تبدیل می‌کند و کاملاً با نور خورشید تغذیه می‌شوند.

میزان دی اکسید کربن اتمسفر به بالاترین سطح خود طی هزاران سال گذشته رسیده است که عواقب مخرب آب و هوایی زیادی را به دنبال دارد. در همین حال، استفاده بیش از حد بشراز پلاستیک باعث تجمع عظیمی از مواد در رودخانه‌ها، اقیانوس‌ها و از قطبی به قطب دیگر شده است. تحقیقات دانشمندان برای رفع این دو مشکل منجر به طراحی رآکتور‌هایی شده است  CO۲ جذب شده یا زباله‌های پلاستیکی را به روغن، سوخت و سایر مواد شیمیایی و مفید تبدیل می‌کنند.

اما اکنون دانشمندان کمبریج اولین راکتوری را طراحی کرده اند که می‌تواند همزمان با هر دو آلاینده مقابله کند. این دستگاه از دو محفظه مجزا تشکیل شده است - یکی برای پلاستیک و دیگری برای CO۲ - و همچنین یک واحد در هر محفظه که انرژی نور را جذب می‌کند و از آن برای راه اندازی کاتالیزوری استفاده می‌کند که ماده اولیه را به چیزی مفیدتر تبدیل می‌کند. جاذب نور پروسکایت است که به عنوان یک ماده امیدوارکننده برای سلول‌های خورشیدی در حال ظهور است، در حالی که کاتالیزور را می‌توان بسته به محصول نهایی مورد نظر تغییر داد.

پروفسور اروین ریسنر نویسنده ارشد مقاله، گفت: تبدیل زباله به چیزی مفید با استفاده از انرژی خورشیدی، هدف اصلی تحقیق ما است. آلودگی پلاستیک مشکل بزرگی در سراسر جهان است و اغلب، بسیاری از پلاستیک‌هایی که در سطل‌های بازیافت می‌ریزیم سوزانده می‌شوند یا در محل دفن زباله قرار می‌گیرند.

دکتر متیار رحمان، نویسنده اول این مطالعه می‌گوید: به طور کلی، تبدیل CO۲  به انرژی زیادی نیاز دارد، اما با سیستم ما، اساساً شما فقط نور به آن می‌تابید و راکتور شروع به تبدیل محصولات مضر به چیزی مفید و پایدار می‌کند. قبل از این سیستم، ما چیزی نداشتیم که بتواند محصولات با ارزش بالا را به صورت انتخابی و کارآمد تولید کند.

محققان در آزمایش‌های خود نشان دادند که راکتور می‌تواند در شرایط دمایی و فشار معمولی به طور موثر کار کند و تنها از نور خورشید برای انرژی استفاده کند. یک کاتالیزور آلیاژ مس-پالادیوم توانست بطری‌های پلاستیکی PET را به اسید گلیکولیک تبدیل کند، که یک ماده شیمیایی کاربردی در صنایع آرایشی و بهداشتی است.

این راکتور بسیار کارآمد عمل می‌کند. محققان می‌گویند که نرخ تولید آن تا ۱۰۰ برابر بیشتر از دستگاه‌هایی است که از سایر کاتالیزور‌های خورشیدی استفاده می‌کنند. آن‌ها امیدوارند در طی پنج سال آینده در راستای توسعه بیشتر راکتور گام‌هایی را برای تولید مولکول‌های پیچیده‌تر از زباله‌های پلاستیکی و کربن دی اکسید بردارند.

شوبوجیت باتاچاریا نویسنده این مطالعه می‌گوید: نکته ویژه در مورد این سیستم تطبیق پذیری و تنظیم پذیری آن است – ما اکنون در حال ساخت مولکول‌های نسبتاً ساده مبتنی بر کربن هستیم، اما در آینده، می‌توانیم فقط با تغییر کاتالیزور، سیستم را به گونه‌ای تنظیم کنیم که محصولات بسیار پیچیده تری تولید کند.

ریزنر می‌گوید: توسعه یک اقتصاد دایره‌ای، که در آن به جای ریختن زباله در محل دفن زباله، چیز‌های مفیدی را از زباله‌ها درست کنیم، برای رسیدگی به بحران آب و هوا و محافظت از جهان طبیعی حیاتی است. استفاده از انرژی خورشید در این سیستم به این معنی است که ما آن را تمیز و پایدار انجام می‌دهیم.

این تحقیق اخیرا در مجله Nature Synthesis منتشر شده است.