นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแอดิเลด (University of Adelaide) ได้เสนอแนวทางในการเปลี่ยนขยะพลาสติกให้เป็นไฮโดรเจนและเชื้อเพลิงสะอาดอื่น ๆ โดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์ ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่อาจช่วยแก้ปัญหาทั้งด้านมลพิษและพลังงานไปพร้อมกัน
งานวิจัยที่เผยแพร่ในวารสาร Chem Catalysis ระบุถึงกระบวนการที่เรียกว่า “photoreforming” ซึ่งใช้วัสดุที่ตอบสนองต่อแสง (photocatalyst) เพื่อย่อยสลายพลาสติกภายใต้อุณหภูมิที่ค่อนข้างต่ำ และผลิตไฮโดรเจน (เชื้อเพลิงที่ไม่ปล่อยคาร์บอน) รวมถึงก๊าซสังเคราะห์ (syngas), กรดอะซิติก และแม้แต่ไฮโดรคาร์บอนในช่วงดีเซล
ทางออกสองด้าน : มลพิษและพลังงาน
ปัจจุบันมีการผลิตพลาสติกทั่วโลกมากกว่า 460 ล้านตันต่อปี และมีจำนวนมากที่รั่วไหลสู่สิ่งแวดล้อม ทีมวิจัยจากแอดิเลด นำโดย Xiao Lu นักศึกษาปริญญาเอก และศาสตราจารย์ Xiaoguang Duan ระบุว่าพลาสติกซึ่งมีองค์ประกอบของคาร์บอนและไฮโดรเจนสูง แท้จริงแล้วคือแหล่งพลังงานที่ยังไม่ได้ถูกใช้ประโยชน์
Lu กล่าวว่า “พลาสติกมักถูกมองว่าเป็นปัญหาสิ่งแวดล้อม แต่จริง ๆ แล้วมันเป็นโอกาสสำคัญ หากเราสามารถเปลี่ยนขยะพลาสติกให้เป็นเชื้อเพลิงสะอาดได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยใช้แสงอาทิตย์ เราจะสามารถแก้ปัญหาทั้งด้านมลพิษและพลังงานได้พร้อมกัน”
เมื่อเทียบกับการแยกน้ำเพื่อผลิตไฮโดรเจนแบบดั้งเดิม (water splitting) กระบวนการ photoreforming จากพลาสติกใช้พลังงานน้อยกว่า เนื่องจากพันธะเคมีในพลาสติกแตกได้ง่ายกว่า โดยบางระบบทดลองสามารถทำงานต่อเนื่องได้นานกว่า 100 ชั่วโมง
ความท้าทายที่ยังต้องแก้
อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีนี้ยังอยู่ห่างไกลจากการใช้งานในระดับอุตสาหกรรม พลาสติกแต่ละประเภทมีพฤติกรรมแตกต่างกันในกระบวนการแปรรูป และสารเติมแต่ง เช่น สีหรือสารเสถียร อาจรบกวนประสิทธิภาพของกระบวนการได้ นอกจากนี้ วัสดุ photocatalyst ยังเสื่อมสภาพเมื่อใช้งานไปนาน ๆ และผลผลิตที่ได้มักเป็นส่วนผสมของก๊าซและของเหลวที่ซับซ้อน ซึ่งต้องใช้พลังงานในการแยกและทำให้บริสุทธิ์
ศาสตราจารย์ Duan กล่าวว่า “ยังมีช่องว่างระหว่างความสำเร็จในห้องทดลองกับการใช้งานจริง เราจำเป็นต้องพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาให้ทนทานขึ้น และออกแบบระบบให้มีประสิทธิภาพและคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์มากขึ้น”
ขณะเดียวกัน ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ได้พัฒนาอีกแนวทางหนึ่ง โดยใช้เครื่องปฏิกรณ์พลังงานแสงอาทิตย์ร่วมกับกรดที่ได้จากแบตเตอรี่รถยนต์เก่า เพื่อย่อยสลายพลาสติกที่รีไซเคิลยาก เช่น ไนลอนและโพลียูรีเทน ให้กลายเป็นไฮโดรเจนและกรดอะซิติก ระบบดังกล่าวสามารถทำงานต่อเนื่องได้นานกว่า 260 ชั่วโมงโดยไม่สูญเสียประสิทธิภาพ และอาจช่วยลดต้นทุนได้อย่างมีนัยสำคัญ
ศาสตราจารย์ Erwin Reisner จากเคมบริดจ์กล่าวว่า “เราไม่ได้บอกว่าสิ่งนี้จะแก้ปัญหาพลาสติกของโลกได้ทั้งหมด แต่สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่าขยะสามารถกลายเป็นทรัพยากรได้”
ที่มา : Interesting Engineering
