Ces matériaux composites, développé par upcycling PET, peut être utilisé dans les éoliennes, planches à neige, ou des matériaux tels que le nylon balistique et les bouteilles réutilisables qui peuvent être utilisées plusieurs fois avant d'être recyclées. Crédit :Dennis Schroeder / NREL
Des scientifiques du National Renewable Energy Laboratory (NREL) du département américain de l'Énergie ont mis au point un processus de recyclage qui transforme les bouteilles de boissons à usage unique, Vêtements, et des tapis fabriqués à partir du matériau polyester commun téréphtalate de polyéthylène (PET) en produits plus précieux avec une durée de vie plus longue. Leurs recherches, publié le 27 février dans la revue Joule , pourrait aider à protéger les océans des déchets plastiques en lançant le marché des plastiques recyclés.
Le PET est solide mais léger, résistant à l'eau, et incassable, des propriétés qui le rendent extrêmement populaire parmi les fabricants. Bien que le PET soit recyclable, la plupart des 26 millions de tonnes produites chaque année finissent dans des décharges ou ailleurs dans l'environnement, où il faut des centaines d'années pour se biodégrader. Mais même lorsqu'il est recyclé, le processus est loin d'être parfait. Le PET récupéré a une valeur inférieure à l'original et ne peut être réutilisé qu'une ou deux fois.
« Le recyclage standard du PET aujourd'hui est essentiellement du 'downcycling, '", déclare l'auteur principal Gregg Beckham, un chercheur principal au NREL. « Le processus que nous avons mis au point est un moyen de « recycler » le PET en une longue durée de vie, des matériaux composites de grande valeur comme ceux qui seraient utilisés dans les pièces automobiles, pales d'éoliennes, planches de surf, ou des planches à neige."
L'équipe a combiné du PET récupéré avec des blocs de construction dérivés de sources renouvelables telles que la biomasse des déchets végétaux. Cela a abouti à un nouveau matériau qui combine du PET récupéré et d'origine durable, des molécules biosourcées pour produire deux types de plastiques renforcés de fibres (PRF), qui ont 2 à 3 fois plus de valeur que le PET d'origine, ce qui signifie que les futures bouteilles en plastique pourraient vivre une seconde vie lucrative. Grâce à leur collaboration avec les analystes de NREL, l'équipe prédit également que le produit composite nécessiterait 57 % moins d'énergie pour produire que le PET récupéré en utilisant le processus de recyclage actuel et émettrait 40 % moins de gaz à effet de serre que les PRF standard à base de pétrole, une amélioration significative par rapport au statu quo.
Les chercheurs Beckham et Nic Rorrer travaillent sur un procédé d'upcycling :décomposer le PET dans les déchets existants et le combiner avec des composés dérivés de la biomasse pour en faire quelque chose de plus tels que les matériaux composites renforcés de fibres. Crédit :Dennis Schroeder / NREL
"L'idée est de développer des technologies qui inciteraient à l'économie de la récupération du PET, " dit Beckham. " C'est le véritable espoir :développer des technologies de recyclage " de seconde vie " qui rendent les déchets plastiques à usage unique précieux à récupérer. Cette, à son tour, pourrait aider à garder les déchets plastiques hors des océans du monde et hors des décharges. »
Mais il reste encore du travail à faire avant que ce processus de recyclage puisse être mis en œuvre au-delà de la paillasse du laboratoire. L'équipe prévoit d'analyser plus en détail les propriétés des matériaux composites résultant de la combinaison du PET avec les monomères d'origine végétale et de tester l'évolutivité du processus afin de déterminer son efficacité dans un environnement de fabrication. Ils espèrent également développer des composites eux-mêmes recyclables; les composites actuels peuvent durer des années voire des décennies mais ne sont pas forcément recyclables au final. En outre, l'équipe du NREL envisage de développer des technologies similaires pour recycler d'autres types de matériaux.
"L'échelle de la production de PET éclipse celle de la fabrication de composites, nous avons donc besoin de beaucoup plus de solutions d'upcycling pour vraiment avoir un impact mondial sur la récupération des plastiques grâce à des technologies comme celle proposée dans la présente étude, " dit le premier auteur Nicholas Rorrer, un ingénieur du NREL qui a également participé à l'étude.
