Η παγκόσμια παραγωγή πλαστικού αναμένεται σχεδόν να τριπλασιαστεί έως το 2060, επιβαρύνοντας περαιτέρω τα οικοσυστήματα. Την ίδια στιγμή, η ζήτηση για υδρογόνο σε βιομηχανικούς κλάδους όπως η χαλυβουργία και η διύλιση πετρελαίου παραμένει υψηλή.

Κι όμως, το 99% της σημερινής παραγωγής υδρογόνου βασίζεται σε ορυκτά καύσιμα, απελευθερώνοντας τεράστιες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα.

Η επαναστατική μέθοδος ομάδας του Κέμπριτζ

Η επιστημονική ομάδα του Κέμπριτζ σχεδίασε έναν ηλιακό αντιδραστήρα που επεξεργάζεται πλαστικά μπουκάλια PET (πολυαιθυλενο-τερεφθαλικό).

Στο πρώτο στάδιο, το πλαστικό τεμαχίζεται, αναμειγνύεται με υδροξείδιο του καλίου και θερμαίνεται στους 80°C για τρεις ημέρες, διασπώντας τη δομή του και απελευθερώνοντας αιθυλενογλυκόλη. Στη συνέχεια, το υγρό διάλυμα διοχετεύεται σε έναν αντιδραστήρα φωτοβολταϊκών πάνελ.

Αντί για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, τα συγκεκριμένα πάνελ αξιοποιούν τη φωτοκαταλυτική επίστρωσή τους για να απορροφήσουν το ηλιακό φως και να προκαλέσουν τη χημική αντίδραση της φωτοαναμόρφωσης (photoreforming). Η διαδικασία αυτή διασπά το υλικό και παράγει καθαρό υδρογόνο.

Μετά από επιτυχείς δοκιμές σε μικρή κλίμακα, οι ερευνητές κατασκεύασαν έναν εξωτερικό αντιδραστήρα επιφάνειας 1 τ.μ., αποδεικνύοντας ότι η μέθοδος μπορεί να εφαρμοσθεί βιομηχανικά.

Πλεονεκτήματα και προκλήσεις

Η παραδοσιακή ηλεκτρόλυση νερού για την παραγωγή πράσινου υδρογόνου απαιτεί μεγάλες ποσότητες ενέργειας, ενώ οι θερμικές μέθοδοι διάσπασης πλαστικού παρουσιάζουν υψηλό ενεργειακό κόστος.

Η ηλιακή φωτοαναμόρφωση προσφέρει μια πιο οικονομική και βιώσιμη εναλλακτική.

Για να καταστεί η τεχνολογία εμπορικά εκμεταλλεύσιμη, ωστόσο, οι επιστήμονες εστιάζουν πλέον στην αύξηση της απορρόφησης του ορατού φωτός, τη βελτίωση της ανθεκτικότητας των φωτοκαταλυτών και τη διεύρυνση της κλίμακας παραγωγής.

Παράλληλα, εξετάζεται η δυνατότητα ανάπτυξης υβριδικών πάνελ που θα παράγουν ταυτόχρονα ηλεκτρικό ρεύμα και υδρογόνο, εκμεταλλευόμενα πλήρως το φάσμα του ηλιακού φωτός.

Πηγή: bgr.com