A água como fonte de gestão de resíduos: Investigadores da SEOULTECH revolucionam a reciclagem catalítica de plásticos
A água melhora a conversão de poliolefinas em combustíveis valiosos quando se utilizam catalisadores de ruténio, oferecendo uma solução promissora para os resíduos plásticos globais.
Os plásticos são materiais inegavelmente úteis que entraram em praticamente todas as atividades humanas. No entanto, com uma produção mundial anual de plástico superior a 400 milhões de toneladas, a ameaça ambiental colocada pelo aumento do consumo e da eliminação de plástico, contribuindo para a sua poluição, é também maior do que nunca. Considerando que apenas um décimo de todos os resíduos de plástico é reciclado, são urgentemente necessárias novas tecnologias que possam ajudar a resolver este problema crescente.
As técnicas de reciclagem catalítica, como a hidrogenólise e o hidrocraqueamento, são processos químicos emergentes que podem decompor os resíduos de plástico em componentes mais simples utilizando catalisadores. A reciclagem tradicional envolve a fusão e remodelação de plásticos em materiais de menor qualidade, enquanto a reciclagem catalítica pode converter plásticos em produtos químicos e combustíveis valiosos, permitindo uma reutilização mais sustentável e eficiente. Embora certamente promissores, os métodos de reciclagem catalítica necessitam de mais aperfeiçoamentos antes de estarem prontos para serem adotados à escala industrial.
Num estudo recente publicado na Nature Communications onlinea 29 de novembro de 2024, uma equipa de investigação liderada pelo professor Insoo Ro da Universidade Nacional de Ciência e Tecnologia de Seul, na Coreia, fez recentemente uma descoberta revolucionária na reciclagem catalítica de poliolefinas, que constituem 55% dos resíduos plásticos globais. Como explicado no seu artigo, os investigadores revelaram os benefícios surpreendentes da adição de água durante a despolimerização da poliolefina quando utilizam catalisadores à base de ruténio (Ru).
Depois de sintetizar e experimentar vários catalisadores à base de Ru em diferentes suportes, a equipa descobriu que os catalisadores com sítios metálicos e ácidos apresentam taxas de conversão dramaticamente melhoradas quando se adiciona água à mistura de reação. “A adição de água altera os mecanismos de reação, promovendo vias que aumentam a atividade catalítica ao mesmo tempo que suprimem a formação de coque”, explica o Dr. Ro, ‘Este duplo papel melhora a eficiência do processo, prolonga a vida útil do catalisador e reduz os custos operacionais’.
Os investigadores investigaram os mecanismos de reação em pormenor, lançando luz sobre o efeito do teor de Ru e a proximidade e equilíbrio entre os sítios metálicos e ácidos. Em condições ótimas, os catalisadores Ru/zeolite-Y apresentaram uma taxa de conversão de 96,9% para as poliolefinas.
Finalmente, para explorar a viabilidade deste tipo de reciclagem catalítica, a equipa realizou uma análise técnico-económica e uma avaliação do ciclo de vida da abordagem proposta. Os resultados sublinharam claramente o potencial de implementação de um processo real à escala comercial utilizando o catalisador Ru/zeólito-Y. “A adição de água não só aumenta a eficiência do carbono, como também melhora o desempenho económico e ambiental e aumenta a conversão de poliolefinas em combustíveis valiosos como a gasolina e o gasóleo”, salienta o Dr. Ro. Acrescenta ainda que “esta abordagem representa, assim, uma alternativa viável às práticas convencionais de gestão de resíduos e oferece uma solução para reduzir a poluição dos aterros e dos oceanos causada pelas poliolefinas – o maior contribuinte para os resíduos plásticos”.
De um modo geral, este avanço na despolimerização catalítica poderá revolucionar a forma como lidamos com a poluição dos plásticos e ajudar-nos a lidar eficazmente com esta grave ameaça ambiental. A equipa de investigação tem grandes esperanças de que esta tecnologia evolua nos próximos anos até ao ponto em que os resíduos plásticos mistos possam ser processados sem triagem prévia, tornando os esforços de reciclagem mais rentáveis e mais simples de implementar. “Ao demonstrar uma abordagem sustentável e económica para transformar os resíduos plásticos em recursos valiosos, a nossa investigação pode ajudar a impulsionar mudanças políticas, inspirar investimentos em infraestruturas de reciclagem avançadas e promover colaborações internacionais para resolver a crise global dos resíduos plásticos. Com o tempo, estes avanços prometem ambientes mais limpos, menos poluição e um futuro mais sustentável”, conclui o Dr. Ro com uma nota otimista.
