Pour la première fois, les chercheurs ont utilisé un nouveau procédé catalytique pour recycler un type de plastique présent dans tout, des sacs d'épicerie et des emballages alimentaires aux jouets et appareils électroniques en carburants liquides et en cire.

L'équipe a publié ses résultats le 10 décembre dans Catalyse appliquée B :Environnement .

« Les plastiques sont des matériaux essentiels à notre vie car ils apportent sécurité et hygiène à notre société, " ont déclaré les co-auteurs de l'article Masazumi Tamura, professeur agrégé au Centre de recherche sur la photosynthèse artificielle de l'Institut de recherche avancée pour les sciences naturelles et la technologie de l'Université d'Osaka, et Keiichi Tomishige, professeur à la Graduate School of Engineering de l'Université du Tohoku. "Toutefois, la croissance de la production mondiale de plastique et la pénétration rapide des plastiques dans notre société ont entraîné une mauvaise gestion des déchets plastiques, causant de graves problèmes environnementaux et biologiques tels que la pollution des océans. »

Les plastiques polyoléfiniques - le plastique le plus courant - ont des propriétés physiques qui le rendent difficile pour un catalyseur, responsable de l'induction de la transformation chimique, d'interagir directement avec les éléments moléculaires pour provoquer un changement. Les efforts de recyclage actuels nécessitent des températures d'au moins 573 degrés Kelvin, et jusqu'à 1, 173 degrés Kelvin. En comparaison, l'eau bout à 373,15 degrés Kelvin, et la surface du Soleil est 5, 778 degrés Kelvin.

Les chercheurs se sont tournés vers des catalyseurs hétérogènes dans le but de trouver une réaction qui pourrait nécessiter une température plus basse pour s'activer. En utilisant un catalyseur dans un état de matière différent de celui des plastiques, ils ont émis l'hypothèse que la réaction serait plus forte à une température plus basse.

Ils ont combiné le ruthénium, un métal de la famille du platine, avec du dioxyde de cérium, utilisé pour polir le verre entre autres applications, pour produire un catalyseur qui a fait réagir les plastiques à 473 degrés Kelvin. Bien que toujours élevé pour les sensibilités humaines, il nécessite beaucoup moins d'énergie que d'autres systèmes catalytiques.

Selon Tamura et Tomishige, les catalyseurs à base de ruthénium n'ont jamais été rapportés dans la littérature scientifique comme un moyen de recycler directement les plastiques polyoléfiniques.

« Notre approche a agi comme un catalyseur hétérogène efficace et réutilisable, montrant une activité beaucoup plus élevée que les autres catalyseurs à support métallique, travailler même dans des conditions de réaction douces, " Tamura et Tomishige ont dit. " De plus, un sac en plastique et des déchets plastiques pourraient être transformés en produits chimiques précieux avec des rendements élevés."

Les chercheurs ont traité un sac en plastique et des déchets plastiques avec le catalyseur, produire un rendement de 92 % en matières utiles, dont un rendement de 77 % en carburant liquide et un rendement de 15 % en cire.

"Ce système de catalyseur devrait contribuer non seulement à la suppression des déchets plastiques, mais également à l'utilisation des déchets plastiques comme matières premières pour la production de produits chimiques, " ont déclaré Tamura et Tomishige.