Un team di ricercatori dell’Università di Cambridge ha sviluppato un reattore a energia solare capace di trasformare plastiche difficili da riciclare e acido esausto delle batterie auto in idrogeno verde e sostanze chimiche di alto valore industriale
Idrogeno pulito dagli scarti della plastica e dalle batterie delle auto
Ogni anno vengono prodotte 400 milioni di tonnellate di rifiuti plastici. E solo il 18% è effettivamente riciclato. Il resto finisce negli inceneritori, nelle discariche o disperso nell’ambiente. Per trasformare il problema in una soluzione un gruppo di scienziati dell’Università di Cambridge ha trovato un modo per trasformarli in idrogeno verde e prodotti chimici di valore. In che modo? Impiegando la fotoriformazione acida a energia solare.
Alla base del sistema c’è un reattore a energia solare che scompone i rifiuti plastici – come bottiglie in PET, tessuti di nylon e schiume di poliuretano – utilizzando l’acido recuperato da vecchie batterie per auto, per ottenere in cambio idrogeno verde e acido acetico.
Una sinergia tra rifiuti: plastica e batterie esauste
I ricercatori chimici hanno scoperto, quasi casualmente, un sistema che consente la collaborazione tra due tipologie di scarti apparentemente incompatibili: le plastiche complesse e l’acido solforico recuperato dalle batterie esauste delle auto. Nel dettaglio il metodo prevede il trattamento dei rifiuti plastici con l’acido delle batterie, che scompone le lunghe catene polimeriche in elementi costitutivi chimici come il glicole etilenico; questo a sua volta viene convertito dal fotocatalizzatore in idrogeno e acido acetico quando esposto alla luce solare. Il tutto garantendo alte rese ed elevata selettività.
In questo senso, il reattore potrebbe rappresentare un’alternativa più economica e sostenibile agli attuali metodi di riciclo, creando un sistema circolare in cui un flusso di rifiuti risolve un altro problema.
Idrogeno verde: il superamento della barriera corrosiva
L’ostacolo principale in questo tipo di processi è sempre stata la natura altamente corrosiva dell’ambiente acido, capace di distruggere quasi ogni tipo di catalizzatore sotto l’azione della luce solare. “Pensavamo che l’acido fosse assolutamente da escludere in questi sistemi a energia solare, perché avrebbe semplicemente disciolto tutto. Ma il catalizzatore che abbiamo sviluppato non lo faceva, e improvvisamente si è aperto un mondo completamente nuovo di reazioni”, ha commentato uno degli autori della Cambridge University.
La svolta è arrivata grazie allo sviluppo di un fotocatalizzatore estremamente robusto, che può resistere alle condizioni estreme del reattore, permettendo al sistema di operare per oltre 260 ore continuative senza alcuna perdita di prestazioni.
Upcycling: idrogeno verde e acido acetico
A differenza dei metodi di riciclo convenzionali, che spesso degradano la qualità del materiale, questo approccio realizza un vero e proprio upcycling. Durante i test di laboratorio, il reattore ha dimostrato di poter convertire i rifiuti in:
- Idrogeno verde che può essere usato come combustibile pulito
- Acido acetico, sostanza chimica di grande valore per l’industria, prodotta con un’elevata selettività.
“Se riusciamo a raccogliere l’acido prima che venga neutralizzato, possiamo usarlo ripetutamente per scomporre la plastica“, ha dichiarato uno dei ricercatori dell’ateneto, sottolineando come questa soluzione eviti i costi ambientali della neutralizzazione e generi al contempo energia pulita.
La portata della scoperta, pubblicata su Joule, è molto significativa perché crea un sistema in cui Cambridge propone un modello di economia circolare che potrebbe ridurre la dipendenza da sostanze chimiche vergini e offrire un’alternativa economica e sostenibile ai processi termochimici energivori.
