Nedávne opatrenia, ktoré zaviedla Európska komisia, by mali prispieť k väčšej udržateľnosti plastov. Stratégia pre plasty prijatá v roku 2018 má za cieľ vyriešiť tento problém zmenou spôsobu, akým sa plastové výrobky navrhujú, používajú a recyklujú. Jedným z kľúčových cieľov je recyklovať 55 % plastových obalov do roku 2030. Obaly majú veľkú environmentálnu stopu: približne 40 % vyrobených plastov sa používa na balenie, ktoré sa po použití zvyčajne vyhodí.

Neželaná pestrosť

Obaly sú často vyrobené z rôznych druhov plastov, čo sťažuje ich recykláciu. Čerstvé potraviny, ako napríklad mäso a syr, sú často chránené viacerými vrstvami ako sú viečka, fólie a podnosy, ktoré nie sú vyrobené z rovnakého typu plastu. Aj keď sa takýto typ odpadu pri zbere odseparuje, pred ďalším spracovaním je potrebné jednotlivé druhy plastov oddeliť. To však môže byť časovo náročné i nákladné a to je dôvod, prečo sa tieto materiály často nerecyklujú a v najlepšom prípade sa energeticky zhodnotia spaľovaním.

Ako dekompozitovať kompozity

Podobný osud často čaká aj kompozitné materiály vystužené sklenými alebo uhlíkovými vláknami. Tieto materiály na báze plastov sa používajú v rôznych interiérových a exteriérových častiach automobilov, od nárazníkov až po textilom potiahnuté výplne dverí. Keďže jednotlivé zložky kompozitov sa ťažko oddeľujú, na konci svojej životnosti sa zvyčajne spália. Pomôcť by však mohli nové, inovatívne technológie recyklácie. Ich spoločným znakom sú nízke energetické nároky s možnosťou využitia obnoviteľných zdrojov (slnečná, veterná energia) a predovšetkým čistý výstupný produkt v pôvodnej kvalite plastu a s pôvodnými možnosťami spracovania.

Pomôže chémia

Jednu z takýchto nových metód s názvom CreaSolv vyvinuli vedci Fraunhoferovho inštitútu v Mníchove. Pomocou receptúry na báze rozpúšťadla sa extrahujú a oddelia rôzne typy plastov a vlákien ich rozpustením v roztoku. Potom sa polyméry – dlhé reťazce molekúl, ktoré tvoria plast – získajú z roztoku v pevnej forme a pretvoria sa na plastové pelety. Regenerované vlákna možno znovu použiť. Tento proces prináša v porovnaní s existujúcimi metódami nesporné výhody.

Udržte kvalitu!

Pri konvenčnej mechanickej recyklácii plast zvyčajne počas spracovania degraduje, takže jeho použitie je obmedzené. A hoci uvedená chemická recyklácia môže byť energeticky náročná, vzniká pri nej vysokokvalitný plast. Vďaka skutočnosti, že sa tak získava už polymér namiesto monoméru, je celý proces efektívnejší a nevyžaduje si dodatočnú energiu na opätovnú polymerizáciu materiálu a umožňuje využívať energiu z obnoviteľných zdrojov. Členovia tímu tiež vyvíjajú systém sledovania zloženia plastového odpadu. S pomocou prvkov umelej inteligencie (AI) by mal byť schopný automaticky identifikovať typy plastov a vlákien vo výrobku, aby bolo možné proces optimalizovať na základe šarží materiálov, ktoré sa majú recyklovať.

Stále širší záber

Zatiaľ čo niektoré bežne používané plasty sa už vo veľkej miere recyklujú, ako napríklad PET, ktorý sa používa na výrobu fliaš na nápoje, plasty so špecializovanejším využitím ostávajú bokom. Často sú príčinou technologické bariéry - nedostatočne vyvinuté a nákladovo neefektívne technológie. Španielsky projekt

POLYNSPIRE sa z tohto dovodu zameriava na polyamidy – pevné a pružné plasty používané v automobilových súčiastkach, ako sú prevody a airbagy, a polyuretány – pružnú penu používanú v matracoch a kobercoch.

Znovu do výroby

Cieľom projektu je zlepšiť konvenčnú recykláciu tak, aby sa zvýšila kvalita recyklovaného plastu. Na tento účel vedci v Zaragoze skúmajú dve technológie: pridávanie vitrimérov – relatívne nového typu plastu, ktorý je pevný a tvárny – ako aj využitie vysokoenergetického žiarenia. Obe technológie majú hlavný cieľ zvýšiť odolnosť recyklovaných materiálov a zlepšiť ich vlastnosti, aby sa dali použiť v aplikáciách s vysokými požiadavkami.

... aj tak sa dá

Táto technológia má obrovský potenciál pre vytvorenie systému obehového hospodárstva, pretože umožňuje nepretržitú recykláciu plastov pri zachovaní ich kvality. Použitie mikrovĺn alebo inteligentných magnetických materiálov by napríklad mohlo znížiť množstvo energie potrebnej na generovanie tepla na polymerizáciu, kde sa monoméry vyrobené recyklačným procesom spájajú a vytvárajú dlhé reťazce molekúl, ktoré tvoria plast. „Konvenčná chemická recyklácia môže mať veľký vplyv na životné prostredie,“ hovorí Dr. Garcia Armingolová, vedúca medzinárodného  výskumného tímu. „Jedným z našich hlavných cieľov je ukázať, že môže byť nákladovo efektívna a šetrná k životnému prostrediu.“

Honba za atómom

V súčasnosti sa recykluje len zlomok materiálu, ktorý by sa dal premeniť na nový plast. Vedci z Chalmers University of Technology vo Švédsku však našli spôsob, ako môžu atómy uhlíka v zmiešanom odpade nahradiť všetky fosílne suroviny pri výrobe nového plastu. Metóda recyklácie je inšpirovaná prirodzeným cyklom uhlíka v prírode a mohla by eliminovať klimatický vplyv plastových materiálov alebo dokonca vyčistiť vzduch od oxidu uhličitého.

Výživný odpad

"V odpade je dostatok atómov uhlíka, aby sme nimi pokryli potreby všetkej globálnej výroby plastov. Pomocou týchto atómov môžeme vyrábať nové plastové výrobky bez nárokov na fosílne suroviny. Ak pri procese využijeme energiu z obnoviteľných zdrojov, získame plastové produkty s o 95 % nižším vplyvom na klímu ako tie, ktoré sa vyrábajú dnes,“ hovorí profesor Henrik Thunman, jeden z autorov štúdie o novej technológii. Jeho výskumný tím sa chce zamerať na dôležitý zdroj, ktorý sa dnes často stáva dymom: atómy uhlíka v našom odpade, ktoré sa v súčasnosti spaľujú alebo končia na skládkach namiesto toho, aby sa recyklovali.

Rovnako ako príroda

Súčasné metódy recyklácie plastov sú schopné nahradiť nie viac ako 15 až 20 % fosílnych surovín potrebných na uspokojenie dopytu spoločnosti po plastoch. Pokročilé metódy navrhované výskumníkmi sú založené na termochemických technológiách a zahŕňajú ohrievanie odpadu na 600-800 stupňov Celzia. Odpad sa potom mení na plyn, ktorý po pridaní vodíka môže nahradiť stavebné prvky plastov. „Všetky atómy uhlíka, ktoré potrebujeme na výrobu plastov, môžeme nájsť v našom odpade a možno ich recyklovať pomocou tepla a elektriny,“ hovorí Henrik Thunman.

Súmrak linearity

Plasty prinášajú vysokú pridanú hodnotu prostredníctvom pohodlných, všestranných a ľahkých spotrebných produktov, ako aj vysokého výkonu v špičkových aplikáciách ako sú automobily. Napriek ich užitočnosti je však jasné, že lineárna spotreba plastov na jedno použitie je nezlučiteľná s prechodom Európy na obehové hospodárstvo. Nové recyklačné technológie umožnia opätovné plnohodnotné použitie plastov a recykláciu zdrojov s cieľom znížiť množstvo odpadu a zachovať čo najdlhšie čo najväčšiu hodnotu už vyrobených produktov.

Kto najviac inovuje

Z globálneho hľadiska sú Európa a USA lídrami inovácií v oblasti recyklácie plastov a alternatívnych technológií plastov. Európa a USA generovali v rokoch 2010 až 2019 30 % celosvetovej patentovej činnosti v týchto sektoroch alebo 60 % spolu. V rámci Európy vykázalo najvyšší podiel patentovej aktivity Nemecko v oblasti recyklácie plastov a bioplastových technológií (8 % celosvetového celku), zatiaľ čo Francúzsko, Spojené kráľovstvo, Taliansko, Holandsko a Belgicko vynikajú vyššou špecializáciou v týchto oblastiach.