Je to projekt WSS storočia: takto sa chémia stáva kruhovou...

Il "projekt storočia" z Nadácia Wernera Siemensa (WSS) sa stáva realitou a cieľomobehové hospodárstvo v chemickom priemysle: tím pod vedením Regina Palkovitsová e Jürgen Klankermayer z RWTH Aachen University čoskoro začne pracovať na ambicióznom projekte efektívnej recyklácie chemických zlúčenín vďaka katalýze.

Financovanie z 100 miliónov švajčiarskych frankov sprístupnené WSS pri príležitosti stého výročia poslúži na vytvorenie nového výskumného centra, ktoré má potenciál pripraviť pôdu pre skutočnú revolúciu v priemysle chimica, ktorá čelí možnosti stať sa „kruhové a viacrozmerné".

Valorizácia ženského talentu? „Musí“ od Philip Morris
Hubert Keiber: „Hľadáme pevné projekty v… ‚údolí smrti‘“

WSS Foundation: 100 miliónov švajčiarskych frankov na ochranu planéty

Nadácia Wernera Siemensa spustila Súťaž nápadov o 100 miliónov frankov Švajčiarsko pri príležitosti jeho stého výročia, oslavovaného v roku 2023. Práve ocenený je najväčšia investícia nadácie: "Hľadali sme inovatívny spôsob, ako osláviť naše výročie“, potom doktor vysvetlil Hubert Keiber, prezident WSS, “našli sme taký, ktorý má potenciál chrániť prírodné zdroje našej planéty".

Cieľ bol jasný: vyvinúť technológie pretrvalo udržateľné využívanie zdrojov. V hre je desaťročná pôžička v hodnote 100 miliónov švajčiarskych frankov na otvorenie nového výskumného centra v Rakúsku, Švajčiarsku či Nemecku.

Il "projekt storočia" mal mimoriadny ohlas: svoje návrhy predložilo vyše stodvadsať vynikajúcich výskumníkov. Potom, na jar 2023, bolo vybratých šesť finalistických nápadov a ocenených cenou WSS za výskum vo výške jedného milióna švajčiarskych frankov. “Bolo to ťažké rozhodnutie“, komentuje doktor Keiber, „sme si museli vybrať zo šiestich výnimočných projektov".

Po dôkladnom vyhodnotení sa nadácia rozhodla udeliť ocenenie „Catalaix: Katalýza pre obehové hospodárstvo“, ktorú predstavil profesor Regina Palkovitsová a profesor Jürgen Klankermayer Technickej univerzity v Aachene (RWTH). Nové výskumné centrum WSS sa bude zaoberať katalýzou a vedúcou chémiou smerom k obehovému hospodárstvu.

Veľká stovka chémie a výzvy globálnej ekonomiky
Svätý grál zelenej chémie: fluorochemikálie bez toxicity

Catalaix: prečo je katalýza užitočná na efektívnu recykláciu zmiešaných plastov

Projekt tímu z Aachenu bol ocenený nielen za excelentnosť výskumu a využitie multidisciplinárnych metodológií, ale aj za jeho potenciálny dopad.

V stávke je možnosť opätovné využitie molekulárnych základných prvkov surovín na veľmi vysokej úrovni výroby, vysvetľuje profesor Matthias Kleiner, bývalý prezident Nemeckej výskumnej nadácie a Leibnizovej asociácie a dlhoročný člen vedeckého poradného zboru Nadácie Wernera Siemensa.

"Efektívna recyklácia zmiešaných plastových materiálov“ vysvetľuje Kleiner, „predstavuje hlbokú a revolučnú inováciu vo výskume udržateľnosti. Len premýšľajte o milióny ton plastov znečisťujúcich oceány sveta a ako stále nemáme skutočné riešenie na vyriešenie problému".

Výskumné centrum vedené nemeckými vedcami pripraví pôdu pre akruhový (a životaschopný) chemický priemysel vďaka katalýze, procesu, ktorý urýchľuje rýchlosť chemických reakcií alebo ich umožňuje.

Používame katalýza takmer výlučne na vytváranie chemických väzieb, ale dá sa použiť aj na ich rozbitie. A látky, ktoré pôsobia ako katalyzátory pomáhajú vytvárať východiskové materiály na výrobu mnohých produktov, z ktorých sa nakoniec stanú plastový odpad.

Tím vedený Palkovitsom a Klankermayerom chce nájsť riešenie tohto problému vývojom nových katalyzátorov a procesov schopných rozložiť tento typ produktu na opakovane použiteľné molekulárne stavebné bloky.

Vývoj nových liekov, knižnice vylepšené vďaka chémii
Chémia budúcnosti: nové výzvy priemyslu pre udržateľnosť

Okrem recyklácie: je možná chémia a flexibilné obehové hospodárstvo

Prvé zameranie nové výskumné centrum WSS bude to tedaplastikársky priemysela ani sa nemusíte pýtať prečo. Ľudia vyprodukujú 400 miliónov ton plastov ročne: toto hora ropných derivátov rastie tak rýchlo, že do roku 2050 dosiahne kombinovanú hmotnosť všetkých ľudí, zvierat a húb žijúcich na planéte.

Randiť, recyklujeme len 9 percent všetkých plastov vyprodukovaných a uvoľnených do životného prostredia vo forme odpadu: tím z Aachenu má v úmysle pracovať na premene, koncepcii, ktorá sa stále líši od koncepcie recyklácia a upcyklácia.

Je to asi premeniť plast späť na základné materiály opakovane použiteľné kombináciou procesov zahŕňajúcich chemickú katalýzu, elektrochémiu a mikrobiálne pôsobenie. Vedci už dokázali, že tento prístup funguje pre rôzne druhy plastov.

Myšlienka výskumníkov je však oveľa komplexnejšia a presahuje jednotlivé výrobné cykly izolovaných materiálov. Aplikácia princíp otvoreného okruhu zlepší kruhový prístup projektu položením základov pre aviacrozmerné obehové hospodárstvo.

Molekulárne stavebné bloky produkované katalýzou možno použiť toľkými rôznymi spôsobmi, že by sa v prípade potreby mohli nasmerovať do iných materiálových cyklov a hodnotových reťazcov. “To umožňuje prepojiť predtým izolované materiálové cykly, čo prispieva k rozvoju flexibilného obehového hospodárstva“, vysvetlil profesor Klankermayer.

Zachytávanie a ukladanie uhlíka: ako by sme mali používať CO2?
Vzdušná priestorová revolúcia na území, meste a architektúre

Blízka budúcnosť: z výskumného centra WSS do skutočného sveta

Odpadové produkty sú cenné zdroje, spomína profesor Palkovits. Preto chcú výskumníci počas recyklácie vyrábať molekulárne stavebné bloky, ktoré si zachovajú najvyššiu možnú chemickú hodnotu. “Nechceme plast úplne rozložiť na syntézny plyn alebo ho spáliť na CO2", vysvetľuje,"chceme sa len dostať do bodu, aby boli použiteľné v širokej škále aplikácií".

Tieto budúce stavebné bloky by mali byť aj ekologickejšie, ideálne rovnomerné biologicky odbúrateľný; na druhej strane, spomína výskumník, “absolútne nemá zmysel vyrábať ďalší projekt, ktorý sa ťažko recykluje".

Projekt už preukázal svoj potenciál v a experimentovať s PET fľašouVýskumníci rozložili PET polymér na opätovne použiteľný stavebný blok a v tomto procese odstránili aj bisfenol A, zmäkčovadlo, vďaka ktorému sú fľaše flexibilné.

Na to sú potrebné výrazne odlišné procesy, a to je miestointerdisciplinárnosť, stálica projektu Catalaix. “Naša práca je interdisciplinárna“, hovorí Regina Palkovits, “V závislosti od konkrétneho materiálu a východiskového bodu zvolíme veľmi odlišné metódy katalýzy".

"Ale mať priemyselný vplyv“, uzatvára profesor Klankermayer, „naše katalyzátory musia fungovať v materiáloch reálneho sveta. Toto je základný krok".

Kompetenčné centrum LTCC? V Lugane už 27. februára 2024
Udržateľné automobilové komponenty z odpadu zo zberu olív