Recyclage : la lumière, l'air et le sel produisent des matières premières à partir de déchets
Un processus simple décompose les emballages en polystyrène en leurs éléments de base. Le produit chimique agressif nécessaire est produit par une lumière blanche - et disparaît ensuite complètement.
Une nouvelle méthode de recyclage du plastique permet de décomposer le polystyrène - principal composant du polystyrène expansé - en petites molécules précieuses. Cette technique ne nécessite que de la lumière, de l'air et une molécule simple, le chlorure ferrique, rapportent Sewon Oh et Erin E. Stache de l'Université Cornell à Ithaca dans l'État américain de New York. Comme ils le rapportent dans le "Journal of the American Chemical Society", ils ont dissous du polystyrène dans un solvant fréquemment utilisé, l'acétone, avec du chlorure ferrique et de l'oxygène atmosphérique, et ont exposé le mélange à une lumière blanche pendant 20 heures. Les longues chaînes moléculaires du plastique se sont alors décomposées en leurs éléments individuels, principalement des cycles de benzène avec un groupe de carbone et un oxygène ajoutés ainsi que divers autres atomes. Ces composés benzoyles sont des substances de base importantes pour de nombreux processus chimiques.
La méthode développée par Oh et Stache est basée sur la décomposition des chaînes de polymères à l'aide de radicaux de chlore et d'oxygène. La lumière brise la liaison entre le chlore et le fer, ce qui entraîne la formation d'atomes de chlore chimiquement très réactifs. Ceux-ci arrachent des atomes d'hydrogène des chaînes moléculaires du polystyrène aux endroits où les éléments constitutifs du polymère sont liés entre eux. De ce fait, l'oxygène s'attaque à ces endroits et décompose la molécule de la chaîne en ses éléments de base. Selon les spécialistes, le processus est très efficace, le principal produit étant l'acide benzoïque, une substance de base dans l'industrie chimique qui est également utilisée pour la conservation des aliments.
Cette technique montre une voie potentiellement importante pour le recyclage durable des plastiques. Alors que la plupart des procédés de recyclage entraînent une dégradation de la qualité du matériau en raison du raccourcissement des chaînes de polymères et des limites des techniques de traitement, il est possible de créer des produits à valeur ajoutée à partir des éléments de base récupérés. On appelle upcycling ces procédés qui récupèrent des matériaux de base économiquement importants - par opposition au downcycling qui produit des matériaux de moindre qualité qui ne sont plus utilisables que pour quelques applications. De telles techniques rendent le recyclage des plastiques beaucoup plus attrayant.
Cependant, il n'est souvent pas facile de décomposer les longues chaînes de molécules, il faut par exemple beaucoup d'énergie et de produits chimiques agressifs et des déchets problématiques sont produits. C'est pourquoi de nombreuses approches d'upcycling ne valent souvent pas la peine de faire des efforts. La technique présentée par Oh et Stache utilise des substances relativement faciles à manipuler, qui peuvent être potentiellement récupérées après le processus. D'autres expériences ont en outre montré que le procédé fonctionne également avec des quantités plus importantes que lors des premiers essais - avec quelques grammes de polystyrène au lieu de quelques milligrammes. Cela indique que le procédé peut être étendu assez facilement à l'échelle industrielle. Toutefois, on ne sait pas encore dans quelle mesure les déchets doivent être prétraités, c'est-à-dire quelle est par exemple l'ampleur des dépenses de séparation et de nettoyage avant que le procédé ne soit utilisé.
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Originalartikel auf Spektrum.deTitelbild: Shutterstock
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