Produktion af adsorbenter fra plastikaffald til atmosfærisk vandindvinding

Forskere i materialekemi fra Universitetet i Wien har fundet en måde at give plastikaffald et andet liv på. Med denne metode kan flere forskellige typer plastik omdannes til polymernetværk, som trækker vand fra luften. Disse materialer kan absorbere vand selv i tørre klimaer, og de kan frigives igen ved hjælp af milde varmekilder såsom sollys.Den nye forskning tilbyder en måde at genanvende plastikaffald som en adsorbent til vandindsamling fra luften.

Affaldsplastemballage kan omdannes til nyttige produkter

Ved hjælp af denne metode kan affaldsplastemballage, gamle cd’er og endda LEGO-dele omdannes til materialer, der optager betydelige mængder fugt fra luften. Visse plasttyper består af aromatiske polymerer, hvis molekylære struktur indeholder ringe dannet af seks carbonatomer. Disse ringe giver egnede punkter til at binde polymerkæderne sammen og derved danne et porøst netværk med små indre hulrum. Ifølge pressemeddelelsen tilføjer en efterfølgende svovlsyrlig proces sulfonsyregrupper, som trækker vand til sig selv fra ret tør luft. Forskerne lykkedes med at producere disse vandtiltrækkende molekylære svampe ved at bruge forskellige polystyren-emballagematerialer, gamle cd’er lavet af polycarbonat og LEGO-dele lavet af akrylnitril-butadien-styren som udgangsmaterialer. Ifølge samme pressemeddelese lykkedes det dem også at behandle en udvalgt blanding af affaldsplast, hvilket viser metodens alsidighed blandt disse udgangsmaterialer. Fundene, der er publiceret i Chem Circularity, viser en vej til at omdanne forskellige aromatiske plastaffald til funktionelle materialer, der kan optage atmosfærisk fugt. Muligheden for at behandle en blanding tilbyder muligheder for at reducere behovet for sortering i sammenhængende affaldsstrømme. For at overføre metoden ud af laboratoriet skal variable udgangsmaterialer, genindvinding af opløsningsmiddel og reaktiver, produktionsomkostninger og miljømæssige påvirkninger vurderes; desuden skal integration med udstyr og langvarig holdbarhed undersøges. Håndteringen af disse spørgsmål vil afgøre, i hvilket omfang denne anden livstid for plastaffald kan bidrage til cirkulært materialestyring og vandforsyning.

Svamp lavet af alment brugt polystyren

Ekip har vist, at svampen, der er fremstillet af generisk polystyren, som bruges til engangsbestik og CD-covere, kan adsorbere vand op til cirka 60 pct. af sin egen vægt under fugtige forhold og omkring 20 pct. under tørre, ørgensigne forhold. Vandet kan frigives igen og indsamles ved hjælp af milde varmekilder såsom sollys; de fleste af adsorptions-/desorptionsprocesserne finder sted inden for en time. Svampene tåler denne cyklus godt, hvilket betyder, at de kan genbruges igen og igen til vandproduktion. Ekip har fremhævet, at den seneste forskning viser en måde at omdanne forskellige aromatiske affaldsplastikker, herunder blandet plastikhårdvarer, til effektive materialer til vandproduktion fra luften. Undersøgelser af svampenes langsigtede ydeevne og det samlede ressourcebehov kører fortsat.”Vi demonstrerer denne tilgang med aromatisk affaldsplast fra emballage, kompakte diske og LEGO-brikker. Hyperkrydsbinding og sulfonering omdanner disse udgangsmaterialer til polymernetværk, der fanger vand, hvilket giver eksisterende polymere materialer et andet liv uden at blive nedbrudt til monomerer,” forklarede forskerne i studiet.