Учёные из Университета Делавэра разработали новый катализатор, способный превращать пластиковые отходы в жидкое топливо быстрее и с меньшим количеством побочных продуктов.

Статья о новом открытии опубликована в журнале Chem Catalysis.

Этот подход — пример переработки пластика, когда пластик рассматривается не просто как мусор, а как сырьё, из которого можно получить что-то полезное.

Традиционно один из методов переработки — гидролиз (hydrogenolysis) — использует водород и катализатор, чтобы разрушить полимеры пластика. Но многие существующие катализаторы не справляются с «толстыми» молекулами полимеров — пластик плохо проникает к активным участкам катализатора.

Команда  учёных решила применить MXenes — особый тип наноматериала, состоящий из двумерных слоёв, — и модифицировала их, вставив между слоями силикатные «столбики», чтобы создать мезопоры — пространства внутри структуры, по которым расплавленный пластик может легче проходить.  Такое строение делает катализатор более доступным к молекулам пластика и улучшает контакт, что ускоряет реакцию.

В экспериментах новый катализатор с загруженным в него рутением демонстрировал почти в два раза более высокую скорость превращения низкоплотного полиэтилена (LDPE — то, что часто используется в пакетах и плёнках) по сравнению с предыдущими методами с LDPE через hydrogenolysis. При этом выход жидкого топлива был высоким, а побочных продуктов вроде метана — меньше, благодаря особому расположению рутения внутри структуры MXene.

Учёные планируют дальше оптимизировать катализатор и расширить набор таких MXene-основных катализаторов под разные виды пластика. Также они хотят сотрудничать с промыш­ленностью, чтобы масштабировать технологию и реально превращать пластиковый мусор в полезное топливо и химикаты, что может принести экологическую и экономическую выгоду.