Proponen un método de reciclaje catalítico de residuos de polietileno

El proceso desarrollado produce etileno y ácido propiónico a partir de residuos plásticos utilizando agua, luz solar y fotocatalizadores no tóxicos.

Un equipo internacional de expertos dedicados a la investigación fundamental ha desarrollado una forma de utilizar los residuos de polietileno (PE) como materia prima y convertirlos en valiosos productos químicos, mediante fotocatálisis impulsada por la luz.

El profesor Shizhang Qiao, catedrático de Nanotecnología y director del Centro de Materiales en Energía y Catálisis de la Facultad de Ingeniería Química de la Universidad de Adelaida, en Australia, dirigió el equipo que ha publicado sus resultados en la revista Science Advances.

«Hemos convertido residuos plásticos de polietileno en etileno y ácido propiónico con gran selectividad utilizando catalizadores metálicos atómicamente dispersos», explica el profesor Qiao.

Los investigadores utilizaron un método de fotocatálisis a temperatura ambiente acoplado a la oxidación para convertir los residuos en productos valiosos con alta selectividad. «Casi el 99% del producto líquido es ácido propiónico, lo que alivia los problemas asociados a los productos complejos que luego requieren separación», explica Qiao. «Se utilizó energía solar renovable en lugar de procesos industriales que consumen combustibles fósiles y emiten gases de efecto invernadero», añade.

«Esta estrategia de valorización de residuos se aplica principalmente con cuatro componentes: residuos plásticos, agua, luz solar y fotocatalizadores no tóxicos que aprovechan la energía solar y potencian la reacción. Un fotocatalizador típico es el dióxido de titanio con átomos de paladio aislados en su superficie», afirma el experto.

El PE es el plástico más utilizado en el mundo. Los envases cotidianos de alimentos, las bolsas de la compra o los frascos de reactivos están hechos de PE. También constituye la mayor proporción de todos los residuos plásticos y acaba principalmente en los vertederos, lo que supone una amenaza para el medio ambiente y la ecología mundiales.

«Los residuos plásticos son un recurso sin explotar que pueden reciclarse y transformarse en nuevos plásticos y otros productos comerciales», afirma el profesor Qiao. «El reciclado catalítico de residuos de PE está aún en fase inicial de desarrollo y supone un reto práctico debido a la inercia química de los polímeros y a las reacciones secundarias derivadas de la complejidad estructural de las moléculas reactivas».

Actualmente el reciclado químico de residuos de polietileno se realiza a altas temperaturas, superiores a 400 grados centígrados, que dan lugar a composiciones complejas de los productos.

El etileno es una importante materia prima química que puede transformarse en diversos productos industriales y cotidianos, mientras que el ácido propiónico también es muy demandado por sus propiedades antisépticas y antibacterianas.

El trabajo del equipo pretende abordar los retos medioambientales y energéticos contemporáneos, contribuyendo a una economía circular. Será de utilidad en posteriores investigaciones científicas, en la gestión de residuos y en la fabricación de productos químicos.

«Nuestra investigación fundamental aporta una solución ecológica y sostenible para reducir simultáneamente la contaminación por plásticos y producir productos químicos valiosos a partir de residuos para una economía circular», declara el profesor Qiao.

«Inspirará el diseño racional de fotocatalizadores de alto rendimiento para el aprovechamiento de la energía solar y beneficiará el desarrollo de la tecnología de upcycling de residuos impulsada por la energía solar», concluye.