Usan luz y oxígeno para convertir residuos plásticos en ácido benzoico útil
Un grupo de químicos de la Universidad de Cornell, Nueva York, ha descubierto una forma de utilizar la luz y el oxígeno para reciclar el poliestireno (PS) -un tipo de plástico que se encuentra en muchos artículos comunes- y convertirlo en ácido benzoico, producto que se se utiliza en fragancias, conservantes de alimentos, entre otros.
Los cartones de poliestireno para huevos, las cajas de plástico duro para discos compactos, los vasos rojos para beber y muchos otros productos comunes están compuestos de este material, que constituye un tercio de los residuos de los vertederos de todo el mundo.
Un equipo dirigido por Erin Stache, profesora adjunta de química y biología química en Cornell, descubrió que la reacción puede tener lugar incluso en una ventana soleada. Además, el proceso tolera los aditivos inherentes a un flujo de residuos de consumo, como la suciedad, los tintes y otros tipos de plásticos.
Su trabajo, «Chemical Upcycling of Commercial Polystyrene via Catalyst-Controlled Photooxidation«, publicado recientemente en el Journal of the American Chemical Society, y está en consonancia con la misión de su laboratorio de abordar los problemas medioambientales a través de la química, dijo Stache.
A mediados de 2021, el laboratorio de Stache realizó algunos experimentos de degradación en una ventana soleada, y descubrió que en un lugar con mucha luz solar durante todo el año, la reacción podría realizarse al aire libre.
«La ventaja de utilizar la luz es que se puede conseguir un control exquisito del proceso químico, gracias a algunos de los catalizadores que hemos desarrollado para aprovechar la luz blanca. Si podemos utilizar la solar para impulsar el proceso, todos salimos ganando», afirma Stache, quien señala que el actual reciclaje de polímeros requiere calentarlos para fundirlos y procesarlos, lo que suele usar combustible fósil».
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Descomposición eficaz
Para comprobar la tolerancia del proceso a otros materiales mezclados con el plástico PS, los investigadores utilizaron varios productos, desde materiales de embalaje hasta tapas de tazas de café.
Comprobaron que tres productos, la tapa blanca de una taza de café, la espuma de poliestireno y una tapa transparente, se degradaban eficazmente, mientras que la tapa negra de una taza de café se degradaba con menos eficacia, posiblemente porque los tintes negros inhiben la penetración de la luz.
«Estos resultados significan que nuestro sistema puede descomponer eficazmente muestras comerciales de PS, incluso con material compuesto e insoluble adicional«, dijo Stache.
Para demostrar la escalabilidad y la posible aplicación comercial, los investigadores crearon una configuración con dos bombas de jeringa y dos lámparas LED en un fotorreactor impreso en 3D, y la eficacia del proceso de descomposición a gran escala fue similar a la de los lotes pequeños.
«Si conseguimos que el proceso sea aún más eficiente, podremos pensar en cómo comercializarlo y utilizarlo para tratar los flujos de residuos», señaló Stache.
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Redacción | Antonio Vilela
