De reactor heeft drie secties met verschillende poriegroottes (1 mm, 500 µm en 200 nm), wat de controle over het chemische proces verbetert en problemen zoals coking voorkomt.
- Het zet plastic afval om in brandstof zonder gebruik te maken van katalysatoren.
- Technologie gebaseerd op warmtegecontroleerde pyrolyse.
- Koolstofkolomreactor met hiërarchische poriën.
- Hoog rendement: tot 66% conversie.
- Geen coking, geen systeemdegradatie.
- Industriële schaalbaarheid mogelijk.
- Betaalbare materialen: zelfs met commercieel koolstofvilt.
- Biedt concrete oplossingen voor de plasticcrisis.
Een apparaat om plastic afval om te zetten in brandstof
Onderzoekers van Yale hebben een technologie ontwikkeld die plastic afval kan omzetten in bruikbare brandstoffen en verbindingen via een katalytisch pyrolyseproces dat efficiënter en zuiniger is dan traditionele methoden. Geconfronteerd met het groeiende probleem van de opeenhoping van plastic – jaarlijks wordt wereldwijdmeer dan 350 miljoen ton gegenereerd– wordt deze doorbraak gepresenteerd als een haalbaar hulpmiddel om de milieu-impact van post-consumer plastic te verminderen.
De nieuwigheid zit in een koolstofkolomreactor met hiërarchische poriën, vervaardigd door middel van 3D-printing. Het drietrapsontwerp met steeds kleinere poriën (van 1 millimeter tot 200 nanometer) maakt nauwkeurige temperatuurregeling en fragmentatie van de moleculen mogelijk. Dit voorkomt de vorming van koolstofafzettingen (coking) en zorgt voor een geleidelijke en efficiënte afbraak van de kunststof.
Katalysatorloze pyrolyse: een schonere en goedkopere oplossing
Pyrolyse wordt beschouwd als een veelbelovend alternatief voor de verwerking van kunststofafval, maar het gebruik van dure katalysatoren met een beperkte levensduur heeft grootschalige toepassing in de weg gestaan. De nieuwe aanpak neemt die barrière weg: zonder katalysatoren behaalt deze reactor hoge rendementen tot 66% conversie van polyethyleen in waardevolle chemicaliën, voornamelijk vloeibare koolwaterstoffen die herbruikbaar zijn als brandstof of precursorchemicaliën.
Bovendien voorkomt het ontwerp energieverlies en kunnen de interne thermische omstandigheden worden aangepast, een cruciale factor voor duurzamere processen. De afwezigheid van zuurstof tijdens de pyrolyse vermindert ook de uitstoot van vervuilende stoffen.
Schaalbaarheid en reëel potentieel
Een van de meest opmerkelijke aspecten is dat de onderzoekers zich niet beperkten tot het 3D-geprinte prototype. Ze testten ook een versie gemaakt van commercieel verkrijgbaar koolstofvilt. Hoewel dit ontwerp minder geoptimaliseerd was, behaalde het een prestatie van meer dan 56%, wat de deur opent naar toepassingen op grotere schaal zonder dat er geavanceerde apparatuur voor nodig is.
Zo’n apparaat zou bijvoorbeeld geïntegreerd kunnen worden in regionale recyclingfabrieken, waarbij plastic afval direct wordt omgezet in energiebronnen. Het zou ook het beheer mogelijk maken van plastic dat ontstaat in afgelegen omgevingen, zoals plattelands- of kustgebieden, waar afval zich vaak ophoopt door een gebrek aan infrastructuur.
Momenteel bevorderen initiatieven zoals de Europese richtlijn over plastic afval (2024/955/EU) en het momentum van het Global Plastics Pact overheidsbeleid en financiering voor technologieën zoals deze. Start-ups en innovatiecentra onderzoeken al manieren om gedecentraliseerde pyrolyse toe te passen in landen als India, Nigeria en Brazilië, waar het beheer van plastic afval een ecologische noodsituatie is.
Potentieel
Deze doorbraak heeft praktische en realistische implicaties voor het verzachten van de klimaatcrisis en het verminderen van de druk op ecosystemen:
- Terugwinnen van energiewaarde uit plastic zonder de noodzaak van verbranding of export.
- Vermindering van de uitstoot van broeikasgassen door meer vervuilende beheermethoden te vermijden.
- Vermindering van microplastics in hun meest kritieke fase: wanneer het afval ongecontroleerd uiteenvalt.
- Decentralisatie van afvalbeheer, met apparaten die zelfs voor kleine gemeenschappen toegankelijk zijn.
- Sluiten van productiecycli door afval om te zetten in hulpbronnen zonder dat er nieuwe grondstoffen nodig zijn.
