L'avenir du recyclage pourrait un jour consister à dissoudre le plastique à l'aide d'électricité
La méthode est suffisamment simple pour que vous puissiez voir le plastique se décomposer sous vos yeux
Des chimistes de l'université du Colorado à Boulder ont mis au point une nouvelle méthode de recyclage d'un type de plastique courant que l'on trouve dans les bouteilles de soda et autres emballages. La méthode de l'équipe repose sur l'électricité et quelques réactions chimiques astucieuses, et elle est suffisamment simple pour que vous puissiez observer le plastique se décomposer sous vos yeux.
Les chercheurs ont décrit leur nouvelle approche du recyclage chimique le 3 juillet dans la revue Chem Catalysis.
L'étude s'attaque au problème croissant des déchets plastiques dans le monde. Selon l'Agence de protection de l'environnement, les États-Unis ont produit à eux seuls près de 36 millions de tonnes de produits en plastique en 2018. La majorité de ces déchets finissent dans les décharges, a déclaré Oana Luca, coauteur de l'étude.
"Nous nous félicitons de jeter un objet dans la poubelle de recyclage, mais la plupart des plastiques recyclables ne sont jamais recyclés", a déclaré Oana Luca, professeur adjoint au département de chimie. "Nous voulions savoir comment nous pouvions récupérer les matériaux moléculaires, les éléments constitutifs des plastiques, afin de pouvoir les réutiliser.
Dans cette nouvelle recherche, elle et ses collègues ont fait un pas de plus dans cette direction.
Le groupe s'est concentré sur un type de plastique appelé polyéthylène téréphtalate (PET), que les consommateurs rencontrent tous les jours dans les bouteilles d'eau, les blisters et même certains tissus en polyester. Dans des expériences de laboratoire à petite échelle, les chercheurs ont mélangé des morceaux de ce plastique avec un type spécial de molécule, puis ont appliqué une petite tension électrique. En quelques minutes, le PET a commencé à se désintégrer.
L'équipe a encore beaucoup de travail à faire avant que son outil de recyclage puisse réduire de manière réaliste le problème des déchets plastiques dans le monde. Mais il était tout de même amusant de voir les déchets, qui peuvent rester dans les piles d'ordures pendant des siècles, disparaître en quelques heures ou quelques jours, a déclaré Phuc Pham, l'auteur principal de l'étude.
"C'était impressionnant d'observer la réaction en temps réel", a déclaré Pham, étudiant en doctorat de chimie. "La solution prend d'abord une couleur rose foncé, puis devient claire au fur et à mesure que le polymère se désagrège.
Les déchets d'une personne
Selon Mme Luca, il s'agit d'une toute nouvelle façon d'envisager les possibilités offertes par les déchets. Les poubelles de recyclage, note-t-elle, peuvent sembler être une bonne solution au problème des plastiques dans le monde. Mais la plupart des municipalités du monde entier ont eu du mal à collecter et à trier la petite montagne de déchets que les gens produisent chaque jour. Résultat : Moins d'un tiers de l'ensemble du plastique PET aux États-Unis est presque recyclé (d'autres types de plastique sont encore plus à la traîne). Même dans ce cas, des méthodes telles que la fusion des déchets plastiques ou leur dissolution dans l'acide peuvent altérer les propriétés du matériau au cours du processus.
"On finit par modifier mécaniquement les matériaux", explique M. Luca. "En utilisant les méthodes de recyclage actuelles, si vous faites fondre une bouteille en plastique, vous pouvez produire, par exemple, un de ces sacs en plastique jetables que nous devons maintenant payer à l'épicerie.
Elle et son équipe, en revanche, veulent trouver un moyen d'utiliser les ingrédients de base des vieilles bouteilles en plastique pour en fabriquer de nouvelles. C'est un peu comme si vous détruisiez votre château de Lego pour en récupérer les blocs et créer un nouveau bâtiment.
Le trésor d'un autre
Pour réaliser cet exploit, le groupe s'est tourné vers un processus appelé électrolyse, c'est-à-dire l'utilisation de l'électricité pour briser les molécules. Les chimistes, par exemple, savent depuis longtemps qu'ils peuvent appliquer une tension à des béchers remplis d'eau et de sels pour diviser les molécules d'eau en hydrogène et en oxygène.
Mais le plastique PET est beaucoup plus difficile à diviser que l'eau. Dans cette nouvelle étude, Pham a broyé des bouteilles en plastique, puis a mélangé la poudre à une solution. Ensuite, lui et ses collègues ont ajouté à la solution un ingrédient supplémentaire, une molécule connue sous le nom de sel [N-DMBI]+. Pham a expliqué qu'en présence d'électricité, cette molécule forme un "médiateur réactif" qui peut donner son électron supplémentaire au PET, provoquant ainsi la rupture des grains de plastique. C'est l'équivalent en chimie d'un coup de karaté sur une planche en bois.
Les chercheurs tentent encore de comprendre comment ces réactions se produisent exactement, mais ils ont réussi à décomposer le PET en ses éléments de base, que le groupe a pu ensuite récupérer et, éventuellement, utiliser pour fabriquer quelque chose de nouveau.
Ne disposant que d'un équipement de table dans leur laboratoire, les chercheurs ont indiqué qu'ils pouvaient décomposer environ 40 milligrammes (une petite pincée) de PET en plusieurs heures.
"Bien qu'il s'agisse d'un excellent début, nous pensons qu'il reste encore beaucoup à faire pour optimiser le processus et le mettre à l'échelle afin qu'il puisse éventuellement être appliqué à l'échelle industrielle", a déclaré M. Pham.
Luca, en tout cas, a des idées très ambitieuses pour cette technologie.
"Si j'étais un savant fou, j'utiliserais ces méthodes électrochimiques pour décomposer plusieurs types de plastique à la fois", a déclaré M. Luca. "De cette manière, on pourrait, par exemple, se rendre dans les immenses zones d'ordures de l'océan, aspirer tous ces déchets dans un réacteur et en tirer de nombreuses molécules utiles.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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