Lehet, hogy a jövőben nem kell majd külön gyűjteni a szószos flakont, a tejespalackot és a szemeteszsákot? Egy friss kutatás szerint egy olcsó nikkelalapú katalizátor olyan lehetőséget nyithat, amely alapjaiban forgatja fel a műanyag-újrahasznosítás iparát.

A poliolefinek csapdájában – miért fullad kudarcba a legtöbb újrahasznosítási kísérlet?

A műanyagok globális térhódítása az 1950-es évek óta töretlen, de a megoldásnak hitt újrahasznosítás máig gyerekcipőben jár. Az egyik legnagyobb problémát az úgynevezett poliolefinek jelentik, ezekből készülnek a mindennap használt egyszer használatos termékek, a tejfölös doboztól a bevásárlószatyorig. A gond, hogy ezek a polimerek különösen ellenállóak: szén–szén kötéseik szinte sérthetetlenek, így lebontásuk hatalmas energiát igényel.

Az ENSZ Környezetvédelmi Programja szerint évente mintegy 220 millió tonna poliolefint állítanak elő, ám ennek kevesebb, mint 10 százalékát hasznosítják újra. A fennmaradó rész hulladéklerakókban, égetőkben vagy – a legrosszabb esetben – a természetben köt ki. Ez nemcsak a talajt és a vizeket szennyezi, hanem mikroműanyagok milliárdjait juttatja a légkörbe is, közvetlen veszélyt jelentve az emberi egészségre.

A jelenlegi technológiák inkább kompromisszumok, mint valódi megoldások. Az újrahasznosítás során a műanyagot ledarálják, megolvasztják, és alacsonyabb minőségű granulátummá alakítják, amely legfeljebb egyszerűbb termékekhez használható. Mindez drága, időigényes, és már a legkisebb ételmaradék is tönkretehet egy teljes tételt.

A kémia válasza: áttörés a hidrogénolízisben

A fordulatot egy, a Nature Chemistry folyóiratban szeptemberben megjelent tanulmány hozta, amelyben a Northwestern Egyetem kutatói új katalizátort mutattak be. A kísérletek középpontjában a hidrogénolízis nevű folyamat áll, ahol a hidrogéngáz segítségével bontják le a polimereket értékes szénhidrogénekké.

A technológia eddig drága, ritka nemesfémekre épült, és rendkívül magas hőmérsékletet igényelt. A kutatók azonban egy olcsó, könnyen hozzáférhető nikkelalapú katalizátort alkalmaztak, amely alacsonyabb hőmérsékleten és feleakkora hidrogénnyomáson is működik.

Az eredmények még a szakembereket is meglepték. A kísérlet során a rendszer nemcsak a tiszta műanyagokkal, hanem a szennyezett hulladékkal is működőképesnek bizonyult. Sőt, a korábban teljesen kizártnak tartott PVC (polivinil-klorid) nem gátolta a folyamatot – éppen ellenkezőleg, úgy tűnik, kifejezetten javította annak hatékonyságát. Ez forradalmi változást jelenthet, hiszen a PVC eddig az újrahasznosítás egyik „tabuanyaga” volt.

A kutatás vezetője, Yosi Kratish kémikus a Popular Science-nek úgy fogalmazott: „A hűtőszekrényünk tartalmának nagy része poliolefinen alapul, eddig mégsem volt igazán hatékony módszer ezek feldolgozására. Most először látszik esély arra, hogy ez a kép gyökeresen megváltozzon.”

ESG és körforgásos gazdaság: miért több ez egyszerű kémiai áttörésnél?

Az új eljárás jelentőségét nemcsak a tudományos világ látja. A körforgásos gazdaság lényege, hogy az anyagáramok ne veszteségként, hanem újrahasznosítható nyersanyagként térjenek vissza a rendszerbe. Ha a technológia ipari méretben is működőképes, az ESG három pillérének mindegyikére hatással lehet.

Kép illusztráció Forrás Canva

Az E (Environmental) dimenzióban csökkenhet a hulladékégetésből származó kibocsátás, mérséklődhet a mikroműanyagok mennyisége, és javulhat a hulladéklerakók terhelése. Az S (Social) szempontból a hulladékválogatás nehéz, gyakran alulfizetett munkafolyamata helyett új, magasabb hozzáadott értékű munkahelyek születhetnek az újrahasznosítási technológiák körül. A G (Governance) pillérben pedig a vállalatok mérhető, számszerűsíthető eredményeket mutathatnak fel fenntarthatósági jelentéseikben.

Ezzel a technológiával nemcsak a környezet terhelése csökkenhet, hanem a cégek számára is üzleti előny keletkezhet; a műanyagok értékes alapanyagként kerülhetnek vissza a piacra, növelve a gazdaság hatékonyságát.

Az ipari valóság és a dilemmák

Az optimizmus ellenére számos kérdés maradt nyitva. A laboratóriumban működő katalizátor ipari méretekben egészen más kihívásokat tartogat: skálázhatóság, energiahatékonyság, a hidrogén előállításának fenntarthatósága, illetve a logisztikai és szabályozói környezet.

Az is kérdés, hogy a globális műanyagipar mennyire lesz hajlandó elfogadni egy olyan módszert, amely alapjaiban alakíthatja át az eddigi üzleti modellt. Hiszen ha a hulladék feldolgozása olcsóbbá és egyszerűbbé válik, az az olajipar műanyag-alapanyagokra épülő bevételeit is veszélyeztetheti.

A kutatás tehát csak az első lépés. Az, hogy a nikkelalapú katalizátor valóban kulcsszereplővé válhat-e a globális műanyaggazdaságban, már nemcsak a kémikusokon múlik, hanem a politikai döntéshozókon, a befektetőkön és a fogyasztói társadalmon is.

Források: Nature Chemistry (2025. szeptember 2.), Popular Science