Большинство людей, сортирующих пластик, уверены, что его переработают.

Но сегодняшние методы — дробление, очистка, переплавка — дают на выходе материал низкого качества из-за загрязнений и разрушения структуры.

В итоге только 10% пластика, попадающего на переработку, действительно используют повторно.

Остальное сжигают, закапывают или выбрасывают в природу.

Ученые искали лучшие способы и пробовали пиролиз.

Пиролиз — нагрев пластика без доступа кислорода, при котором он распадается на жидкие и газообразные продукты (например, синтетическое топливо). Проблема в том, что процесс энергозатратен, а в смеси часто попадают ядовитые соединения.

Теперь исследователи предлагают каталитическое разложение — более эффективный способ превращать пластик в сырье для нового производства. Проблема в том, что предсказать, как катализаторы будут работать на каждом этапе, сложно.

Результаты опубликованы в издании Accounts of Chemical Research.

Пластиковый кризис растет, и многие ученые ищут способы разлагать его на полезные компоненты, — говорит Барон Петерс, руководитель исследования. — Но смоделировать эти реакции трудно: у молекул тысячи вариантов строения.

Новая модель связывает процессы на молекулярном уровне с работой реактора, где пластик плавится, а продукты реакции выводятся.

Это помогает точнее предсказывать результат.

Теперь у нас есть инструмент, который превращает гипотезы о молекулярных механизмах в прогнозы для реального производства, — объясняет соавтор работы Лела Манис.

Ученые уже используют модель для создания катализаторов, имитирующих природные процессы, и подбирают условия, при которых получается больше ценных продуктов.

Каталитическое разложение может стать прорывом:

• Экономия ресурсов — меньше энергии, чем при пиролизе.
• Чистый выход — меньше токсичных отходов.
• Замкнутый цикл — пластик можно будет перерабатывать многократно без потери качества.

Если технологию масштабируют, переработка станет рентабельной даже для сложных отходов вроде пленок или упаковки.

Модель требует точных данных о поведении сотен типов молекул — пока таких массивов нет. Без них прогнозы останутся теоретическими. Кроме того, неясно, как метод справится с грязным пластиком (остатки пищи, красители), который составляет львиную долю отходов.

Ранее мы разбирались, как победить растущие горы отходов.