Los residuos plásticos podrían producir hidrógeno más limpio

Un nuevo estudio sugiere que los residuos plásticos mixtos podrían transformarse en hidrógeno de alta pureza sin la necesidad de un intenso cribado, temperaturas extremas ni emisiones directas de gases de efecto invernadero asociadas a los métodos existentes.

Publicado a principios de este mes en Proceedings of the National Academy of Sciences, el artículo describe el tratamiento térmico alcalino, o ATT por sus siglas en inglés, un proceso que aborda dos problemas persistentes a la vez: las bajas tasas de reciclaje de plástico a nivel mundial y la necesidad de fuentes de energía más limpias. Según el estudio, el ATT puede procesar plásticos a temperaturas mucho más bajas que la gasificación y no requiere el extenso cribado que normalmente necesita la pirólisis.

El reciclaje de plástico sigue siendo limitado en parte porque los residuos suelen estar mezclados y contaminados. Como dijo a Gizmodo Woo Jae Kim, profesor de ingeniería química y ciencia de materiales en Ewha Womans University en Corea del Sur, los plásticos desechados con frecuencia están mezclados con restos de comida, adhesivos, etiquetas, colorantes, aditivos o envases multicapa, lo que hace que el cribado y la limpieza sean técnicamente difíciles y, a menudo, más caros que producir plástico nuevo a partir de recursos fósiles.

Investigaciones previas encontraron que en 2022 la tasa global de reciclaje de plástico se mantenía en apenas el 9%, mientras que el 40% terminó en vertederos y el 34% fue incinerado. Mientras tanto, se proyecta que el uso de plástico aumente de 464 megatoneladas en 2020 a 884 megatoneladas para 2050.

Cómo funciona el tratamiento térmico alcalino

Los investigadores adaptaron el ATT de un método anterior que Kim desarrolló con Ah-Hyung “Alissa” Park, profesora de ingeniería química y biomolecular en la Universidad de California, Los Ángeles, para convertir biomasa como las algas en hidrógeno de forma neutra en carbono.

Recomendado

NASA cancela una misión lunar de 73 millones de dólares tras años de retrasos

En el nuevo trabajo, el equipo probó los tres plásticos más comunes: tereftalato de polietileno (PET), polietileno (PE) y polipropileno (PP). El proceso mezcla el plástico con hidróxido de sodio (NaOH) y lo calienta. Debido a que las condiciones alcalinas hacen la reacción más favorable, el ATT necesita mucha menos calor que la gasificación.

Al principio, el PET produjo mucho más hidrógeno que el PE o el PP. Para mejorar el rendimiento, los investigadores expusieron brevemente el PE y el PP a un calor y oxígeno leves antes de la reacción principal. Ese pretratamiento ayudó a que los tres plásticos se descompusieran de manera eficiente.

Los rendimientos de hidrógeno informados fueron:

• 43.7 milimoles por gramo para PET
• 51.9 milimoles por gramo para PE
• 30.2 milimoles por gramo para PP

Los autores dijeron que esos rendimientos son comparables a los de la pirólisis y la gasificación, mientras que el análisis posterior a la reacción mostró emisiones de carbono insignificantes.

Persisten dudas sobre la escalabilidad

Expertos externos dijeron que la química parece prometedora, pero la implementación práctica aún está lejos de demostrarse.

“Los autores demuestran una vía química creíble para producir hidrógeno de alta pureza a partir de PET y de PE y PP preoxidizados, incluyendo una mezcla controlada de los tres plásticos. Sin embargo, los experimentos a escala de miligramos, el prolongado pretratamiento de oxidación, el uso considerable de álcalis y las altas temperaturas finales establecen la factibilidad química más que la viabilidad técnica o económica.”

Kim y sus colegas dijeron a Gizmodo que se necesita más trabajo para optimizar el proceso, evaluar su economía, reciclar el reactivo hidróxido de sodio y comprobar si el ATT puede manejar corrientes de residuos del mundo real más sucias que contengan restos de comida, humedad y aditivos. Kim también dijo que será necesario un análisis de ciclo de vida completo para medir la huella de carbono total del proceso.