ABD Plastik Atık Sorununun Boyutu
Amerika Birleşik Devletleri’nin üretmesi bekleniyor 220 milyon ton 2024’te plastik atık miktarı 2021’e göre %7,11 arttı. Bu atıkların üçte birinden fazlasının yanlış işlenmesi bekleniyor ve bu da önemli ölçüde küresel plastik kirliliğiPET, HDPE ve PP plastiklerin yalnızca %19,8’i geri dönüştürülürken, geri kalanı çoğunlukla çöplüklerde, okyanuslarda veya yakma tesislerinde son buluyor.
Teorik Plastik Aşım Günü 2024 yılı için bu hafta, 5 Eylül’de plastik atık üretimi gezegenin yönetim kapasitesini aşacak. EA Earth Action tarafından yapılan bir çalışma, kişi başına atık üretiminde en büyük suçluları belirliyor:
- Michigan
- Indiana
- İllinois
Plastik atıkları hidrojen yakıtına dönüştürme konsepti, hem atık yönetimi hem de enerji zorluklarına potansiyel bir çözüm sunmaktadır. Bu süreç şunları içerir:
- Koleksiyon
- Sıralama
- Parçalama
- Piroliz
- Buhar reformu
Her adım, değerli bir kaynak üretirken daha temiz bir gezegene katkıda bulunur. Fosil yakıtlara daha temiz bir alternatif olan hidrojen yakıtı, sera gazı emisyonlarının azaltılmasına yardımcı olabilir ve plastik atıkların amaçlı bir şekilde kullanılmasını sağlayabilir.
Böyle bir sistemi uygulamak, dikkatlice tasarlanmış bir altyapı, sıkı düzenlemeler ve kamu işbirliği gerektirir. Zorlu olsa da, çevre, insan sağlığı ve biyolojik çeşitlilik üzerindeki etkisi böyle bir çabayı gerektirir. Amerikalıların %94’ü Plastikleri geri dönüştürmeye ve tek kullanımlık plastiği sınırlamaya meyilli olduğumuzdan, bu tür dönüştürücü sistemlerin kök salması için potansiyel var.1
Rice Üniversitesi’nde Atılım
Rice Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, karışık plastik atıkları hızlı flaş Joule ısıtması yoluyla yüksek verimli hidrojen gazına ve grafene dönüştürmek için ölçeklenmesi kolay bir yönteme öncülük ettiler. Bu çığır açan buluş yalnızca temiz hidrojen üretmekle kalmıyor, aynı zamanda değerli grafen de yaratıyor.
Sürecin Nasıl Çalıştığı ve Faydalarının Özeti:
- Flash Joule ısıtma, plastik atıkların hidrojen gazı ve grafene dönüştürülmesinde kullanılan bir işlemdir.
- Bu yöntemde plastik atıklar hızla yüksek sıcaklıklara ısıtılıyor, hidrojen buharlaşıyor ve geride grafen kalıyor.
- Bu süreç ölçeklenebilir, karmaşıklığı düşük ve çevre dostudur.
- Grafen üretimi, hidrojen üretiminin maliyetlerinin karşılanmasına yardımcı olarak ekonomik açıdan uygulanabilir hale getiriyor.
- Flash Joule ısıtma, yüksek değerli nanomalzemelerin verimli ve düşük maliyetli bir şekilde üretilmesini sağlar.
- Bu işlem, geleneksel yöntemlere kıyasla daha az karbon emisyonuyla sonuçlanıyor.
- Enerji depolama ve su arıtma uygulamalarında kullanılmak üzere, yüzey alanı artırılmış delikli ve buruşuk grafen gibi çeşitli grafitik malzemeler sentezlenebilmektedir.
- Yöntem, yaygın tüketici atığı plastiklerden yüksek verimde hidrojen gazı elde edildiğini gösteriyor.
- Yaşam döngüsü değerlendirmeleri, bu yöntemin mevcut hidrojen üretim yöntemlerinin çoğundan daha az CO2 saldığını göstermektedir.
- Yaklaşım sürdürülebilir enerji dönüşümlerini destekliyor ve plastik atıkları etkin bir şekilde ele alıyor.
Nanyang Teknoloji Üniversitesi Yenilik
Singapur’daki NTU, ışık yayan diyotlar (LED’ler) ve ticari olarak temin edilebilen bir vanadyum katalizörü kullanarak enerji açısından verimli bir yöntem geliştirdi. Bu işlem oda sıcaklığında çalışarak, geleneksel ısıyla çalışan geri dönüşüm yöntemlerine kıyasla enerji ayak izini önemli ölçüde azaltır.3
Bu son teknolojiyi birleşik bir sistemde birleştirmek önemli çevresel ve ekonomik faydalar sağlayabilir. LED tabanlı pirolizin ardından gelişmiş buhar reformlama teknikleri kullanılarak, sera gazı emisyonları en aza indirilirken proses verimliliği en üst düzeye çıkarılabilir.
“Bu teknolojileri dairesel bir ekonomi çerçevesine entegre ederek, atık bir kaynak olarak ele alınır “Bir bertaraf sorunu olmaktan çok, aynı zamanda pazar kabulünü ve yatırımı da artıracak.”
Bu yaklaşım, çöplüklerdeki ve okyanuslardaki plastik yükünü azaltmanın yanı sıra alternatif ve sürdürülebilir bir yakıt kaynağı sağlayarak enerji güvenliği sorunlarını da ele alıyor.
Çevresel ve Ekonomik Etki
Plastik atıkları hidrojen yakıtına dönüştürmek önemli çevresel ve ekonomik faydalar sağlar. Plastiği başka bir yere yönlendirerek çöplüklerden gelen atıklar ve okyanuslar, bu süreç şunları azaltabilir:
- Toprak kirliliği
- Sızıntı suyu üretimi
- Deniz kirliliği
Mikroplastiklerin besin zincirine karışmasının azaltılması hem deniz yaşamı hem de insan sağlığı açısından olumlu sonuçlar doğuracaktır.
Ekonomik Faydalar
Plastik atıklardan hidrojen üretim tesislerinin oluşturulması ve işletilmesi yeni işler yaratmak mühendislikten tesis yönetimine kadar çeşitli sektörlerde. Piroliz, buhar reformu ve hidrojen saflaştırmada uzmanlaşmış becerilere olan talep, yeni eğitim ve mesleki fırsatları teşvik edecektir.
Plastik atıktan türetilen hidrojen yakıtına geçiş, karbon ayak izlerini azaltmaya yönelik artan düzenleyici baskılar ve dalgalanan fosil yakıt fiyatları karşısında rekabet avantajı sağlayabilir. Teknolojideki gelişmeler, hidrojen üretiminin maliyetini ve enerji gereksinimlerini azaltmayı, bu süreçlerin ölçeklendirilmesinin uygulanabilirliğini ve uygun fiyatlılığını artırmayı vaat ediyor.
Özetle, Plastik atıkları hidrojen ve grafene dönüştürmek çok sayıda çevresel fayda sunar. Bu yenilikçi süreç, çöplüklerde ve okyanuslarda son bulan ve toprağa ve deniz ekosistemlerine zararlı maddeler sızdırabilen plastik miktarını önemli ölçüde azaltır.
Plastik atıkları dönüştürerek, yalnızca kirlilik en aza indirilmekle kalmıyor, aynı zamanda elektronikten malzeme bilimine kadar çeşitli endüstrilerde kullanılabilen değerli grafen üretiliyor. Dahası, üretilen hidrojen, yakıt olarak kullanıldığında yalnızca su yaydığı için temiz bir enerji kaynağı olarak hizmet ediyor ve sürdürülebilir bir enerji geleceğine katkıda bulunuyor. Bu su emisyonu o kadar temiz ki bazıları bunu içilebilir olarak görüyor ve bu teknolojinin çevre ve enerji hedeflerini destekleme konusundaki muazzam potansiyelini sergiliyor.
Plastik atıkları hidrojen yakıtına dönüştürmenin tüm potansiyelini keşfetmek, Amerika Birleşik Devletleri’nin hem çevresel sürdürülebilirliği hem de ekonomik uygulanabilirliği ele almasını sağlar. Stratejik yatırımlar, destekleyici düzenlemeler ve kamuoyu katılımıyla bu yaklaşım, plastik kirliliğini azaltabilir, dairesel bir ekonomiyi teşvik edebilir ve ülkeyi enerji geçişi ve çevre yönetimine doğru sürdürülebilir bir yola yerleştirebilir.
- Geyer R, Jambeck JR, Law KL. Üretilen tüm plastiklerin üretimi, kullanımı ve kaderi. Sci Adv. 2017;3(7):e1700782.
- Wyss B, Luong DX, Tour JM. Plastik atıkların grafene ve temiz hidrojene geri dönüştürülmesi. Karbon Enerjisi. 2021;3(3):475-485.
- Salehzadeh Einabad M, Dehghani H, Nagarajan D, ve diğerleri. Işıkla çalışan plastik atıkların hidrojen yakıtı ve karbon nanomalzemelerine dönüştürülmesi. Nat Catal. 2022;5:706-716.
