Ученые нашли новые способы превратить мусор в сокровища

Природа эффективно перерабатывает ресурсы, обеспечивая постоянное движение воды между землёй и небом. При умирании растений и животных элементы, такие как углерод и азот, возвращаются в почву, способствуя новому жизненному циклу. Природные системы функционируют как замкнутые циклы, что исключает потери. В отличие от этого, человеческое обращение с отходами не так эффективно, что приводит к загрязнению и экологическим проблемам. Каждый год генерируется огромное количество отходов, включая пластик и пищевые остатки, при этом менее 10% из 7 миллиардов тонн пластиковых отходов подлежит переработке. Это приводит к переполнению свалок и ущербу для экосистем. Подробностями поделилось зарубежное издание Knowridge Science Report.

Ученые Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США работают над созданием экономики замкнутого цикла, в которой продукты разрабатываются с учётом возможности повторного использования. Это подразумевает, что отходы могут стать ценным ресурсом для новых продуктов. Исследователи разрабатывают методы переработки ценных материалов из батарей и электронных устройств, сотрудничая с промышленностью и местными сообществами для внедрения технологий. Например, с помощью катализаторов удаётся преобразовывать пластиковые отходы в более ценные продукты, такие как смазочные материалы и воски. Совместно с Корнелльским университетом разрабатывается технология переработки полиэтилена высокой плотности (HDPE), которая позволяет многократно перерабатывать пластик без потери качества.

Переработка батарей также является важным направлением работы лаборатории. Центр ReCell в Аргонне способствует развитию технологий переработки батарей, что позволяет повторно использовать литий, кобальт и никель, тем самым уменьшая потребность в добыче новых материалов и снижая стоимость аккумуляторов для электромобилей.

Исследователи также занимаются переработкой органических отходов, таких как пищевые остатки и шлам от очистки сточных вод. Используя микроорганизмы, они превращают эти отходы в возобновляемое вещество и устойчивое реактивное топливо, а оставшиеся питательные вещества могут использоваться в качестве удобрений, что снижает риск цветения водорослей.

Другой проект включает улавливание углекислого газа из выбросов и его преобразование в химические вещества. Команда, возглавляемая химиком Ди-Цзя Лю, разрабатывает электролизер, который использует возобновляемую энергию для превращения CO2 в полезные продукты, такие как уксусная кислота. Это позволяет удерживать CO2 в замкнутом цикле и снижать его уровень в атмосфере.

Вода также играет важную роль в производстве. Исследователь Джунхонг Чен возглавляет инициативу по созданию циклической синей экономики, направленную на улучшение технологий очистки сточных вод и извлечение ценных материалов. Команда работает над созданием сети датчиков для мониторинга качества сточных вод в реальном времени, что способствует более эффективной работе очистных сооружений.

Исследователи сосредоточены на разработке экологически безопасных решений для будущего, включая создание пластика и катализаторов, которые не наносят вреда окружающей среде при распаде. Важным аспектом их работы является нахождение экономически эффективных методов переработки батарей и электронных устройств с применением технологий, таких как измельчители, магниты и сортировочные роботы.

Эти усилия направлены на превращение отходов в ценные ресурсы, что способствует снижению негативного воздействия на планету и улучшению доступности важных материалов. Работа ученых подчеркивает, что с помощью инновационных научных подходов и целенаправленного сотрудничества возможно построение устойчивого и процветающего будущего.

Ургун Демирташ отмечает, что благодаря сосредоточенной работе в области науки, образования и партнерства остается лишь вопрос времени, когда будет реализовано видение более устойчивого энергетического будущего.