플라스틱 재활용 접근법의 성능을 비교하기 위한 체계적인 프레임워크

[아름이]

플라스틱 재활용 접근법의 성능을 비교하기 위한 체계적인 프레임워크
날짜:
2023년 1월 17일
원천:
DOE/국립 재생 에너지 연구소
요약:
적은 비율의 플라스틱만 재활용되므로 이러한 재료를 재활용 및 재사용하는 최선의 방법을 결정하면 플라스틱 재활용을 더 많이 채택하고 플라스틱 폐기물 오염을 줄일 수 있습니다. 연구원들은 가장 적절한 옵션을 결정하기 위해 특정 유형의 플라스틱을 재활용하기 위한 현재 및 신흥 기술의 이점과 장단점을 조사했습니다.

적은 비율의 플라스틱만 재활용되므로 이러한 재료를 재활용 및 재사용하는 최선의 방법을 결정하면 플라스틱 재활용을 더 많이 채택하고 플라스틱 폐기물 오염을 줄일 수 있습니다. 미국 에너지부(DOE's) 국립 재생 에너지 연구소(NREL)의 연구원들은 가장 적절한 옵션을 결정하기 위해 특정 유형의 플라스틱을 재활용하기 위한 현재 및 신흥 기술의 이점과 장단점을 조사했습니다.

연구자들은 기계적 또는 화학적 처리를 통해 플라스틱을 재사용할 수 있도록 하는 폐쇄 루프 재활용을 위한 다양한 기술을 비교하여 화석 연료에서 파생된 처녀 재료의 필요성을 제거했습니다. 그들은 에너지 사용 및 온실 가스 배출량을 포함한 환경 지표뿐만 아니라 재료 품질 및 보존과 같은 기술 지표를 고려했습니다.

" 폐루프 재활용 기술의 기술적, 경제적, 환경적 비교"의 수석 저자인 Taylor Uekert 는 "우리는 비용이 비용이 주요 재활용 원동력 중 하나라는 것을 알고 있습니다 . for common plastics"라는 내용이 ACS Sustainable Chemistry & Engineering 저널에 실렸습니다 . "그러나 나는 이 행성에서 우리의 삶에 똑같이 중요한 다른 것들이 있다는 것을 기억하는 것이 매우 중요하다고 생각합니다. 우리는 그러한 환경적 영향도 고려해야 합니다."

NREL의 공동 저자는 Avantika Singh, Jason DesVeaux, Tapajyoti Ghosh, Arpit Bhatt, Geetanjali Yadav, Shaik Afzal, Julien Walzberg, Katrina Knauer, Scott Nicholson, Gregg Beckham 및 Alberta Carpenter입니다.

이 기사에서는 폐쇄 루프 재활용 기술이 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 세 가지 유형의 폴리올레핀(고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 및 폴리프로필렌(PP))에 대해 얼마나 효과적으로 작동하는지 설명합니다. 이 플라스틱에는 많은 용도가 있습니다. 예를 들어 PET는 병, 쟁반, 카펫을 만드는 데 사용됩니다. HDPE는 우유 주전자, 가방, 용기 및 장난감에서 발견됩니다. LDPE는 일반적으로 짜낼 수 있는 병, 뚜껑 및 가방을 제조하는 데 사용됩니다. 한편 PP는 요거트 통, 옷걸이, 빨대를 만드는 데 사용됩니다.

이러한 폴리머의 재활용률은 2019년 미국에서 LDPE의 경우 2%에서 PET 병 및 용기의 경우 15%까지 다양했습니다.

"PET는 일반적인 일회용 물병과 같습니다."라고 Uekert는 말했습니다. "당신은 그것을 재활용할 수 있습니다. 그러나 대부분 병으로 나오지 않을 것입니다. 음식을 담는 플라스틱 트레이로 나오거나 의류에 사용할 수 있는 플라스틱 섬유로 전환될 수 있습니다. 동일한 유형의 플라스틱으로 돌아가지만 반드시 완전히 동일한 유형의 플라스틱 제품은 아닙니다."

HDPE, LDPE 및 PP 플라스틱에 대해 두 가지 폐루프 재활용 방법을 사용할 수 있습니다. 플라스틱이 재사용하기에 적합한 품질이 되도록 불순물을 제거하는 용제 기반 용해. 효소 가수분해, 당분해 및 메탄올 분해의 세 가지 화학적 재활용 기술 외에도 PET에 동일한 프로세스를 사용할 수 있습니다.

매년 전 세계적으로 4억 톤 이상의 플라스틱 폐기물이 발생합니다. 현재 재활용 전략은 이러한 플라스틱의 일부를 포착할 수 있지만 이러한 프로세스의 기능과 영향에 대한 일관된 데이터가 부족합니다. NREL 연구는 오염 내성과 같이 일반적으로 정성적으로만 논의되는 요소를 포함하여 플라스틱 재활용 기술의 성능을 정량적으로 특성화하고 새로운 재활용 프로세스가 나타날 때 이를 비교하는 방법론을 확립했습니다.

Uekert는 "플라스틱을 재활용할 수 있다는 것만이 아닙니다. " 그 플라스틱을 얼마나 효과적으로 재활용할 수 있느냐가 중요합니다."

기계적 재활용은 경제 및 환경 지표에서 처녀 플라스틱 생산뿐만 아니라 다른 모든 기술을 능가하지만 그 과정에서 플라스틱의 품질이 떨어집니다. 더 나은 분류 및 전처리를 통해 재활용할 플라스틱의 품질과 양을 늘리면 기계적 재활용의 실행 가능성을 높일 수 있다고 연구원들은 말했습니다.

Uekert는 "가능한 한 많은 재료를 경제에 보관하는 순환 시스템을 실제로 활성화하려면 더 나은 분류 및 재활용 프로세스의 더 나은 수율과 같은 것을 통해 [재료] 보존을 개선해야 합니다."라고 말했습니다. "수율이 75%에 불과한 프로세스가 있다면 수율이 90% 이상일 때보다 플라스틱 1kg을 재활용하기 위해 약간 더 많은 전기와 약간 더 많은 화학 물질이 필요하게 될 것입니다. . 즉, 전체 환경 영향, 전체 비용은 재료 보존을 늘리면 줄어들게 됩니다."

연구원들은 재생 가능한 자원에서 생성될 수 있는 전기를 사용하는 기술과 함께 재활용을 탈탄소화 기회로 취급해야 한다고 지적했습니다.

자금은 열가소성 수지를 매립지와 환경으로부터 보호하기 위한 생체 최적화 기술을 대표하는 공동 노력인 BOTTLE 컨소시엄의 일환으로 미국 에너지부의 바이오에너지 기술 사무소와 첨단 재료 및 제조 기술 사무소에서 나왔습니다.

NREL은 재생 에너지 및 에너지 효율성 연구 및 개발을 위한 미국 에너지부의 주요 국립 연구소입니다. NREL은 Alliance for Sustainable Energy LLC가 DOE를 위해 운영합니다.

출처 : https://www.sciencedaily.com/