मिशिगन स्टेट यूनिवर्सिटी के स्कूल ऑफ पैकेजिंग में एसोसिएट प्रोफेसर मुहम्मद रबनवाज़, हाल ही में नेशनल एकेडमी ऑफ इन्वेंटर्स के सदस्य बने। इस विचार का उदाहरण एडवांस्ड सस्टेनेबल सिस्टम्स जर्नल में प्रकाशित उनकी टीम के नवीनतम पेपर में दिया गया है।
रबनवाज़ और उनके सहयोगियों ने पाया कि सोडियम क्लोराइड - टेबल नमक - प्लास्टिक को रीसायकल करने में मदद के लिए वर्तमान में खोजी जा रही बहुत अधिक महंगी सामग्रियों से बेहतर प्रदर्शन कर सकता है।
रबनवाज़ ने कहा, "यह वास्तव में रोमांचक है।" "हमें प्लास्टिक रीसाइक्लिंग जैसी बड़ी समस्याओं के लिए सरल, कम लागत वाले समाधान की आवश्यकता है।"
हालांकि प्लास्टिक को ऐतिहासिक रूप से एक पुनर्नवीनीकरण योग्य सामग्री के रूप में प्रचारित किया गया है, वास्तविकता यह है कि संयुक्त राज्य अमेरिका में लगभग 90% प्लास्टिक कचरा लैंडफिल में समाप्त हो जाता है, जला दिया जाता है, या पर्यावरण को प्रदूषित करता है। प्लास्टिक के इतना डिस्पोजेबल हो जाने का एक कारण यह है कि रीसाइक्लिंग से प्राप्त सामग्री इतनी मूल्यवान है कि उन्हें प्राप्त करने के लिए पैसा और संसाधन खर्च होते हैं।
अनुसंधान दल की भविष्यवाणियों के अनुसार, टेबल नमक आर्थिक स्थिति को बदल सकता है और पायरोलिसिस रीसाइक्लिंग प्रक्रिया की लागत को काफी कम कर सकता है। हालाँकि रबनवाज़ को उम्मीद थी कि टेबल नमक का प्रभाव होगा क्योंकि यह गर्मी को बहुत अच्छी तरह से संचालित करता है, लेकिन वह इसके प्रभाव से आश्चर्यचकित थे। उनका मानना है कि उनकी टीम अभी नमक की क्षमता का दोहन करने की शुरुआत कर रही है। काम ने पहले ही उद्योग में बड़े खिलाड़ियों का ध्यान आकर्षित किया है। वास्तव में, अनुसंधान को आंशिक रूप से उपभोक्ता पैकेज्ड सामान कंपनी कॉनग्रा ब्रांड्स द्वारा समर्थित किया गया था। अमेरिकी कृषि विभाग और MSUAgBioResearch ने भी इस कार्य के लिए धन उपलब्ध कराया।
A वैल्यू-फॉर-मनी उत्प्रेरक
पाइरोलिसिस एक ऐसी प्रक्रिया है जो प्लास्टिक को कार्बन-आधारित यौगिकों के एक सरल मिश्रण में तोड़ देती है, जो तीन रूपों में आते हैं: गैस, तरल तेल और ठोस मोम।
रबनवाज़ ने कहा कि मोम सामग्री आम तौर पर अवांछनीय होती है, लेकिन वर्तमान पायरोलिसिस विधियों में यह वजन के हिसाब से उत्पाद का आधे से अधिक हिस्सा बना सकती है। यह तब भी सच है जब अपशिष्ट प्लास्टिक के प्रबंधन की प्रक्रिया में उत्प्रेरकों का उपयोग किया जाता है, जो उपयोगी होते हुए भी अक्सर जहरीले या बहुत महंगे होते हैं।
उदाहरण के लिए, प्लैटिनम में बहुत आकर्षक उत्प्रेरक गुण होते हैं और इसलिए कारों से हानिकारक उत्सर्जन को कम करने के लिए उत्प्रेरक कन्वर्टर्स में इसका उपयोग किया जाता है। लेकिन यह बहुत महंगा भी है, यही वजह है कि चोर थ्री-वे कैटेलिटिक कन्वर्टर्स चुरा लेते हैं।
रबनवाज़ ने कहा, हालांकि गैंगस्टरों द्वारा ज्वलनशील पायरोलिसिस रिएक्टरों से प्लैटिनम-आधारित सामग्रियों को छीनने की संभावना नहीं है, लेकिन प्लास्टिक को रीसायकल करने के लिए इन उत्प्रेरकों का उपयोग करने की कोशिश के लिए अभी भी भारी निवेश की आवश्यकता होगी - लाखों या सैकड़ों मिलियन डॉलर। और वर्तमान उत्प्रेरक दक्षता लागत को उचित ठहराने के लिए पर्याप्त नहीं है।
पहले के शोध में, रबनवाज़ और उनकी टीम ने पाया कि कॉपर ऑक्साइड और टेबल नमक पॉलीस्टाइनिन नामक एक प्रकार के प्लास्टिक को तोड़ने के लिए उत्प्रेरक के रूप में कार्य कर सकते हैं। अब, उन्होंने दिखाया है कि केवल टेबल नमक का उपयोग करके पॉलीओलेफ़िन के पायरोलिसिस के दौरान उत्पादित मोम उपोत्पाद को खत्म किया जा सकता है - पॉलिमर जो 60% प्लास्टिक कचरे का निर्माण करते हैं।
इस परियोजना में रबनवाज़ के साथ कृषि और प्राकृतिक संसाधन महाविद्यालय के एसोसिएट प्रोफेसर क्रिस्टोफर केसर, विजिटिंग स्कॉलर मोहम्मद शकर और एमएसयू डॉक्टरेट छात्र विकाश कुमार शामिल हैं।
जब उत्प्रेरक के रूप में टेबल नमक का उपयोग करके पॉलीओलेफ़िन को पाइरोलाइज़ किया जाता है, तो टीम ने ज्यादातर तरल तेल का उत्पादन किया जिसमें डीजल ईंधन में पाए जाने वाले हाइड्रोकार्बन अणु होते हैं। शोधकर्ताओं ने कहा कि नमक उत्प्रेरक का एक अन्य लाभ यह है कि इसका पुन: उपयोग किया जा सकता है। प्राप्त तेल को पानी से धोकर ही नमक को पुनः प्राप्त किया जा सकता है।
शोधकर्ताओं ने यह भी दिखाया कि टेबल नमक धातुयुक्त प्लास्टिक फिल्मों को पाइरोलाइज करने में मदद करता है, जो आमतौर पर आलू चिप बैग जैसे खाद्य पैकेजिंग में उपयोग किए जाते हैं, और वर्तमान में पुनर्नवीनीकरण नहीं किए जाते हैं।
हालांकि शुद्ध टेबल नमक ने प्लैटिनम-एल्यूमिना उत्प्रेरक से बेहतर प्रदर्शन नहीं किया, जिसे टीम ने धातुकृत फिल्मों के साथ भी परीक्षण किया, परिणाम समान थे, और टेबल नमक की कीमत बाद वाले की तुलना में केवल एक अंश थी।
हालांकि, शोधकर्ताओं ने इस बात पर जोर दिया कि धातुयुक्त फिल्में उपयोगी होते हुए भी स्वाभाविक रूप से समस्याग्रस्त हैं। वह एक ऐसी दुनिया की कल्पना करते हैं जहां ऐसी फिल्मों की अब आवश्यकता नहीं है, यही कारण है कि उनकी टीम उन्हें अधिक टिकाऊ सामग्रियों से बदलने के लिए भी काम कर रही है।
टीम अपने पायरोलिसिस प्रोजेक्ट को आगे बढ़ाने के लिए भी कड़ी मेहनत करना जारी रखेगी। उदाहरण के लिए, टीम ने टेबल नमक के पायरोलिसिस द्वारा उत्पादित गैस उत्पादों की पूरी तरह से विशेषता नहीं बताई है। रबनवाज़ का मानना है कि टीम इस पद्धति में सुधार कर सकती है ताकि तरल उत्पाद में ऐसे रसायन शामिल हों जो ईंधन के रूप में जलाने से अधिक मूल्यवान हों।
फिर भी, टीम की नई नमक रणनीति पर शुरुआती रिटर्न उत्साहजनक है। एक त्वरित, प्रारंभिक आर्थिक विश्लेषण के आधार पर, टीम ने अनुमान लगाया कि एक वाणिज्यिक पायरोलिसिस रिएक्टर केवल टेबल नमक जोड़कर अपने मुनाफे को तीन गुना कर सकता है।