Des chercheurs ont mis au point un procédé permettant de recycler la plupart des plastiques en ingrédients chimiques utiles pour le stockage de l’énergie. Ce procédé utilise des diodes électroluminescentes (LED) et un catalyseur disponible dans le commerce, le tout à température ambiante.
Très éco-énergétique, ce nouveau procédé pourrait être facilement alimenté par des énergies renouvelables à l’avenir, contrairement à d’autres procédés de recyclage thermique comme la pyrolyse.
Surmonter les défis actuels du recyclage des plastiques
Cette innovation permet de surmonter les défis actuels du recyclage des plastiques tels que le polypropylène (PP), le polyéthylène (PE) et le polystyrène (PS), qui sont généralement incinérés ou jetés dans des décharges. À l’échelle mondiale, seulement 9 % des plastiques sont recyclés et la pollution plastique augmente à un rythme alarmant.
Le plus grand défi du recyclage de ces plastiques réside dans leurs liaisons carbone-carbone inertes, très stables et nécessitant une quantité d’énergie importante pour être rompues.
Une méthode pour activer et décomposer les plastiques
Développée par le professeur associé Soo Han Sen, expert en photocatalyse de l’école de chimie, de génie chimique et de biotechnologie de NTU, la nouvelle méthode utilise des LED pour activer et décomposer les liaisons carbone-carbone inertes des plastiques à l’aide d’un catalyseur de vanadium disponible dans le commerce.
La méthode NTU peut recycler une gamme de plastiques, dont le PP, le PE et le PS, qui représentent ensemble plus de 75 % des déchets plastiques mondiaux.
Comment les plastiques sont décomposés
Premièrement, les plastiques sont dissous ou dispersés dans un solvant organique appelé dichlorométhane, qui sert à disperser les chaînes polymères afin qu’elles soient plus accessibles au photocatalyseur. La solution est ensuite mélangée au catalyseur et circule à travers une série de tubes transparents sur lesquels la lumière LED est projetée.
La lumière fournit l’énergie initiale pour rompre les liaisons carbone-carbone en deux étapes, avec l’aide du catalyseur de vanadium.
Des produits chimiques utiles pour le stockage de l’énergie
Après séparation de la solution, les produits finaux obtenus sont des ingrédients chimiques tels que l’acide formique et l’acide benzoïque, qui peuvent être utilisés pour fabriquer d’autres produits chimiques employés dans les piles à combustible et les vecteurs d’hydrogène organiques liquides (LOHC).
Les LOHC sont actuellement étudiés par le secteur de l’énergie en raison de leur capacité à stocker et transporter l’hydrogène gazeux de manière plus sûre.
En synthèse
Le nouveau procédé développé par NTU Singapour permet de recycler une grande variété de plastiques en ingrédients chimiques utiles pour le stockage de l’énergie, tout en étant éco-énergétique et potentiellement alimenté par des énergies renouvelables. Cette innovation pourrait contribuer à une meilleure gestion des déchets plastiques et à une augmentation du taux de recyclage des plastiques.
Pour une meilleure compréhension
1. Quels types de plastiques peuvent être recyclés avec cette méthode ?
La méthode développée par NTU Singapour peut recycler une gamme de plastiques, dont le polypropylène (PP), le polyéthylène (PE) et le polystyrène (PS), qui représentent ensemble plus de 75 % des déchets plastiques mondiaux.
2. Comment fonctionne le procédé de recyclage ?
Le procédé utilise des LED pour activer et décomposer les liaisons carbone-carbone inertes des plastiques à l’aide d’un catalyseur de vanadium disponible dans le commerce. Les plastiques sont d’abord dissous ou dispersés dans un solvant organique, puis mélangés au catalyseur et exposés à la lumière LED.
3. Quels sont les avantages de cette méthode ?
Ce nouveau procédé est très éco-énergétique et pourrait être facilement alimenté par des énergies renouvelables à l’avenir, contrairement à d’autres procédés de recyclage thermique comme la pyrolyse.
4. Quels sont les produits finaux obtenus après le recyclage des plastiques ?
Les produits finaux obtenus sont des ingrédients chimiques tels que l’acide formique et l’acide benzoïque, qui peuvent être utilisés pour fabriquer d’autres produits chimiques employés dans les piles à combustible et les vecteurs d’hydrogène organiques liquides (LOHC).
5. Quel serait l’impact de cette innovation sur la gestion des déchets plastiques ?
Cette innovation pourrait contribuer à une meilleure gestion des déchets plastiques et à une augmentation du taux de recyclage des plastiques, tout en étant éco-énergétique et potentiellement alimentée par des énergies renouvelables.
Légende illustration principale : Le professeur associé Soo Han Sen examine une bouteille de solution contenant du plastique dissous et un catalyseur au vanadium. Crédit : NTU Singapore
Article intitulé : « Upcycling of non-biodegradable plastics by base metal photocatalysis« , publié dans Chem, Cell Press.
Plastic pollution is growing relentlessly as waste management and recycling fall short, says OECD. (2022) https://www.oecd.org/environment/plastic-pollution-is-growing-relentlessly-as-waste-management-and-recycling-fall-short.htm
Waste statistics and overall recycling. National Environment Agency. (2022) https://www.nea.gov.sg/our-services/waste-management/waste-statistics-and-overall-recycling
The social cost of carbon. Brookings. (2021) https://www.brookings.edu/articles/the-social-cost-of-carbon/
Plastic & Climate: The Hidden Costs of a Plastic Planet. CIEL. (2019) https://www.ciel.org/wp-content/uploads/2019/05/Plastic-and-Climate-FINAL-2019.pdf
How plastics waste recycling could transform the chemical. McKinsey & Company. (2018) industry https://www.mckinsey.com/industries/chemicals/our-insights/how-plastics-waste-recycling-could-transform-the-chemical-industry
[6] EDB Singapore. https://www.edb.gov.sg/en/our-industries/energy-and-chemicals.html
[7] National Climate Change Secretariat. (2022, October 25). Singapore commits to achieve net zero emissions by 2050 and to a revised 2030 nationally determined contribution. https://www.nccs.gov.sg/media/press-releases/singapore-commits-to-achieve-net-zero/
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