Des chercheurs de l'Université d'Adélaïde ont utilisé la photocatalyse alimentée par la lumière et l'énergie solaire pour innover dans la conversion des déchets de polyéthylène en produits chimiques précieux, ouvrant ainsi la voie à une gestion durable des déchets et contribuant à l'économie circulaire.
Une équipe internationale de scientifiques engagés dans la recherche fondamentale a découvert un moyen d'utiliser les déchets de polyéthylène (PE) comme matière première. Ils ont réussi à le convertir en produits chimiques précieux grâce à un processus appelé photocatalyse pilotée par la lumière.
Une équipe dirigée par le professeur Qiao Shizhang, directeur du département de nanotechnologie de l'Université d'Adélaïde et directeur du Centre d'énergie et de matériaux catalytiques de l'École de génie chimique, a publié les résultats de ses recherches dans la revue Science Advances.
Le professeur Qiao a déclaré : « Nous utilisons des catalyseurs métalliques dispersés atomiquement pour convertir les déchets plastiques de polyéthylène en éthylène et en acide propionique avec une sélectivité élevée. Nous utilisons une méthode photocatalytique à température ambiante couplée à l'oxydation pour convertir les déchets en produits de valeur avec une sélectivité élevée. Près de 99 % du produit liquide est de l'acide propionique, atténuant ainsi les problèmes associés à la nécessité de séparer les produits complexes. L’énergie solaire renouvelable est utilisée à la place des processus industriels qui consomment des combustibles fossiles et émettent des gaz à effet de serre. Cette stratégie de transformation des déchets en richesse se compose de quatre éléments principaux, notamment les déchets plastiques, l'eau, la lumière du soleil et un photocatalyseur non toxique qui utilise l'énergie solaire pour favoriser la réaction. Le photocatalyseur typique est le dioxyde de titane, qui possède des atomes de palladium isolés à sa surface.
La plupart des plastiques utilisés aujourd’hui finissent par être jetés et s’accumulent dans les décharges. Le polyéthylène est le plastique le plus utilisé au monde. Les emballages alimentaires quotidiens, les sacs à provisions et les flacons de réactifs sont tous fabriqués en PE. Le polyéthylène représente la plus grande proportion de tous les déchets plastiques et se trouve principalement dans les décharges, ce qui constitue une menace pour l'environnement et l'écologie mondiale.
Le professeur Qiao a déclaré : « Les déchets plastiques sont une ressource inexploitée qui peut être recyclée et transformée en nouveaux plastiques et autres produits commerciaux. Le recyclage catalytique des déchets de polyéthylène en est encore aux premiers stades de développement et constitue un défi en pratique en raison de l'inertie chimique du polymère et des réactions secondaires résultant de la complexité de la structure moléculaire des réactifs.
Actuellement, le recyclage chimique des déchets de polyéthylène s'effectue à des températures supérieures à 400 degrés Celsius et la composition du produit est complexe.
L'éthylène est une matière première chimique importante qui peut être transformée en divers produits industriels et quotidiens, tandis que l'acide propionique est également très demandé pour ses propriétés antiseptiques et antibactériennes.
Les travaux de l'équipe visent à relever les défis environnementaux et énergétiques contemporains et à contribuer à l'économie circulaire. Il sera utile dans la poursuite de la recherche scientifique, la gestion des déchets et la fabrication de produits chimiques.
Le professeur Qiao a déclaré : « Notre recherche fondamentale fournit une solution verte et durable qui peut à la fois réduire la pollution plastique et utiliser les déchets pour produire des produits chimiques précieux, réalisant ainsi une économie circulaire. Elle incitera les gens à concevoir de manière rationnelle des photocatalyseurs hautes performances pour l'utilisation de l'énergie solaire et facilitera le développement d'une technologie de recyclage des déchets basée sur l'énergie solaire.
Compilé à partir de / scitechdaily