Pesquisadores transformam plástico em combustível

Imagem de capa: Autor desconhecido, extraída de Yankee Containers

Caixas de leite, brinquedos, sacolas de supermercado, plástico bolha, peças de máquinas e até mesmo implantes de quadris são alguns exemplos da utilização do polietileno. Todos os anos a humanidade produz cerca de 100 milhões de toneladas de polietileno, mais do que qualquer outro plástico. Com isso, nós também jogamos boa parte desses produtos no lixo: Estima-se que 60% dos plásticos em aterros no mundo sejam polietileno, e sua degradação é extremamente lenta.

Como o próprio nome sugere, os polietilenos são feitos de muitas cópias do etileno, um hidrocarboneto simples, composto apenas de carbono e hidrogênio, com dois átomos de carbono cercado por quatro hidrogênios. Catalisadores conectam milhões destes etilenos em cadeias longas, que podem ser lineares ou ramificadas, diferenças essas que podem afetar a rigidez, dureza ou até a densidade dos produtos finais. Na maioria dos casos, os polietilenos finais são inertes e extremamente resistentes, devido a todas as ligações entre os átomos serem compostas por ligações simples que são altamente estáveis e difíceis de quebrar.

Pesquisadores liderados pelo químico Zheng Huang, da Academia Chinesa de Ciências em Xangai, redirecionou dois catalisadores normalmente utilizados para ligar hidrocarbonetos curtos em cadeias mais longas, desenvolvidos por Maurice Brookhart e sua equipe na Universidade da Carolina do Norte, e reaproveitaram esses catalisadores para quebrar uma ampla gama de polietilenos convertendo-os em combustíveis líquidos e outros produtos químicos de mais valiosos.

O mecanismo da reação começa quando os dois catalisadores são adicionados a uma certa quantidade de polietileno, o primeiro catalisador tira átomos de hidrogênio fora do carbono adjacente reagindo com as ligações entre si, formando assim uma dupla ligação entre os átomos de carbono vizinhos. As ligações duplas criam um elo fraco na cadeia, vulnerabilidade essa que o segundo catalisador explora para dividir a cadeia de alcano. Essa divisão é responsável, em seguida, pela reação de uns com os outros, formando uma “sopa” de alcanos de cadeias curtas e alcanos de cadeia média. Este último geralmente contém de 10 a 14 carbonos na cadeira – ingredientes perfeitos para o combustível diesel.

“Isso é muito inovador e uma aplicação inteligente destes catalisadores “, diz Brookhart. Mas ele adverte que o processo ainda precisa de trabalho para ser comercialmente viável. Para começar, os catalisadores quebram o polietileno lentamente, ao longo de um dia ou mais, e ainda são caros e se decompõem após separar apenas alguns milhares de cadeias do polímero, muito menos do que os milhões realizada pela maioria dos catalisadores comerciais. Os pesquisadores estão trabalhando para tentar superar esses problemas. Versões mais rápidas e mais duráveis dos catalisadores estão em síntese e, caso obtenham sucesso, podem estimular os esforços de reciclagem e impedir que milhões de toneladas de plásticos entupam nossos aterros e poluam os oceanos do mundo.

Fonte: Science