Une équipe chinoise transforme les déchets plastiques en carburéacteur à l’aide de catalyseurs à atomes uniques

fr.wedoany.com Rapport : Des chercheurs de l’Université de foresterie de Nanjing et de l’Université Tsinghua ont mis au point une méthode permettant de convertir les déchets plastiques en substances proches du carburéacteur. Comparée aux procédés similaires antérieurs, cette nouvelle méthode est moins coûteuse, plus efficace, nécessite des températures et pressions plus faibles, et peut fonctionner en continu plutôt que par lots.

Dans un article publié dans Nature Energy, l’équipe de recherche rapporte que le procédé décompose le plastique par pyrolyse en présence d’hydrogène. Les professeurs Li Yadong et Wang Dingsheng, co-auteurs principaux de l’article, ont expliqué à Tech Xplore que l’équipe étudie l’hydrogénolyse du plastique du point de vue des catalyseurs depuis plusieurs années, et que le domaine est désormais entré dans l’ère des catalyseurs à sites à atomes uniques. Les produits de l’hydrogénation conventionnelle du plastique sont largement distribués et difficiles à contrôler ; concevoir des centres actifs à l’échelle atomique pourrait résoudre les problèmes de sélectivité.

Le nouveau procédé se déroule en deux étapes. Tout d’abord, le plastique est chauffé à plus de 460 °C pour être pyrolysé, les longues chaînes plastiques étant décomposées en fragments d’hydrocarbures plus petits. Ensuite, à 160 °C, ces fragments sont soumis à une hydrocraquage via un catalyseur spécial, produisant des molécules de la gamme du carburéacteur, telles que des naphtènes et des hydrocarbures à haute densité. Après avoir testé plusieurs catalyseurs, l’équipe a découvert que des sites isolés de Ru sur un oxyde de CoAl peuvent hydrogéner le styrène en éthylcyclohexane à pression quasi atmosphérique. Les monomères et oligomères intermédiaires issus de la pyrolyse du polystyrène subissent une hydrogénolyse efficace sur les sites Ru, et cette voie en tandem produit un carburéacteur dérivé du plastique présentant de bonnes caractéristiques de carburant et une bonne économie de procédé.

Le polystyrène, un déchet courant dans les emballages et les gobelets jetables, se décompose relativement proprement lorsqu’il est chauffé. L’équipe a testé le procédé à plus grande échelle : les étapes d’hydrogénation à pression atmosphérique et avec des catalyseurs à l’échelle du gramme se sont bien adaptées. L’analyse technico-économique montre que le prix de vente minimal compétitif de ce procédé est de 1,0 à 1,8 dollar par kilogramme. L’équipe prévoit de continuer à optimiser la voie, de développer des catalyseurs à sites uniques de Ru plus efficaces, de maintenir leurs performances lors de la mise à l’échelle à l’échelle du kilogramme, et de travailler à la mise au point d’un système d’alimentation continue en solides pour améliorer le flux de travail. Cette étude a été publiée dans la revue Nature Energy.