El plástico es inevitable en nuestra vida diaria. Muchos desechos plásticos se acumulan en los vertederos y en el medio ambiente, pero los plásticos son tan problemáticos como útiles. en el diario Química aplicadaUn equipo de investigación alemán ha introducido un nuevo método para reciclar residuos de poliestireno. Su eficiente proceso electroquímico utiliza un catalizador de hierro económico, produce hidrógeno como subproducto y puede funcionar con paneles solares.
Menos del 10% del plástico producido en el mundo se recicla. Los desechos plásticos se acumulan en vertederos y vías fluviales, amenazando la vida silvestre y el medio ambiente. Se prevé que para 2025 esta pila de plástico alcanzará los 40 mil millones de toneladas. A nivel mundial, alrededor del 33% del material depositado en los vertederos es poliestireno (PS), que se utiliza ampliamente en embalaje y construcción. Sólo se recicla el 1% del poliestireno. Se espera que la capacidad de producción mundial de poliestireno alcance los 15,4 millones de toneladas en 2022 y siga creciendo. El reciclaje de plásticos, en particular poliestireno, es uno de los mayores desafíos sociales de nuestro tiempo. Los métodos de reciclaje eficientes y rentables que convierten los desechos plásticos en pequeñas moléculas valiosas que pueden usarse en síntesis química son un paso hacia una economía circular sostenible del carbono.
Un equipo dirigido por Lutz Ackermann en el Instituto de Investigación de Química Sostenible Friedrich Ohler en Göttingen (Alemania) ha desarrollado un método electrocatalítico para la degradación eficaz del poliestireno. La degradación produce una fracción relativamente alta de productos de benzoilo monoméricos que pueden usarse como materiales de partida para procesos químicos, así como algunas cadenas poliméricas cortas.
La clave de este éxito es un potente catalizador a base de hierro, un complejo de porfirina de hierro que se parece a la hemoglobina. Sus ventajas sobre muchos otros metales catalíticamente activos son que el hierro no es tóxico, es barato y fácil de obtener. Durante las reacciones electrocatalíticas, los compuestos de hierro circulan entre diferentes pasos de oxidación (IV, III y II). Una serie de pasos de reacción y productos intermedios finalmente escinden los enlaces carbono-carbono en la estructura del polímero. Los principales productos son el ácido benzoico y el benzaldehído. El ácido benzoico es un material de partida para la síntesis de diversas sustancias químicas, por ejemplo en la producción de perfumes y conservantes. La solidez de esta novedosa electrocatálisis quedó demostrada por la degradación eficiente de residuos plásticos de la vida real a escala de gramos.
Este proceso de degradación del poliestireno puede funcionar completamente con electricidad procedente de paneles solares disponibles comercialmente. Además, durante el proceso de degradación se produce un efecto secundario útil: la producción de hidrógeno. Así, el nuevo proceso electrocatalítico, que puede ampliarse fácilmente a nivel industrial, combina el reciclaje eficiente de plástico con la producción descentralizada y verde de hidrógeno.