Nhóm nghiên cứu đã phát triển một quy trình tái chế nâng cấp dựa trên chất xúc tác gốc niken giá rẻ, có thể phân hủy chọn lọc polyolefin – nhóm nhựa chiếm gần 2/3 tổng lượng tiêu thụ toàn cầu. Đây là loại nhựa phổ biến trong đời sống hằng ngày, hiện diện ở hầu hết các sản phẩm dùng một lần như chai lọ gia vị, bình sữa, bao bì thực phẩm, túi rác, dao thìa nhựa, hộp sữa hay màng bọc. Polyolefin có cấu trúc bền chắc, với các liên kết carbon–carbon khó phá vỡ, khiến tỷ lệ tái chế toàn cầu chỉ dao động từ dưới 1% đến 10%, dù mỗi năm ngành công nghiệp sản xuất hơn 220 triệu tấn loại nhựa này.
Khác với các phương pháp hiện hành như nghiền vụn rồi nấu chảy nhựa để tái tạo thành hạt kém chất lượng, xúc tác mới cho phép xử lý trực tiếp rác thải hỗn hợp chưa phân loại. Đặc biệt, phương pháp này vẫn hoạt động hiệu quả ngay cả khi nhựa bị lẫn polyvinyl chloride (PVC) – loại polyme độc hại thường khiến toàn bộ mẻ tái chế bị loại bỏ. Khi tác động lên polyolefin, xúc tác giúp biến đổi nhựa rắn giá trị thấp thành dầu và sáp lỏng, có thể nâng cấp thành những sản phẩm có giá trị cao hơn như dầu bôi trơn, nhiên liệu hoặc nến. Ngoài ra, xúc tác này có thể tái sử dụng nhiều lần, mở ra triển vọng ứng dụng ở quy mô công nghiệp với chi phí hợp lý.
Chất xúc tác do nhóm nghiên cứu Đại học Northwestern phát minh giúp cắt giảm đáng kể, thậm chí loại bỏ hoàn toàn, công đoạn phân loại rác thải nhựa hỗn hợp. Ảnh: recycling product news.
Theo Giáo sư Tobin Marks, tác giả nghiên cứu chính, rào cản lớn nhất của tái chế nhựa lâu nay chính là yêu cầu phân loại nghiêm ngặt. “Chất xúc tác mới có thể giúp bỏ qua bước này, qua đó giảm chi phí và nhân công, đồng thời nâng cao tính khả thi về kinh tế”, ông nhận định. Đồng tác giả Yosi Kratish cho biết thêm, hầu hết những gì người tiêu dùng vẫn hình dung khi nhắc đến nhựa đều là polyolefin. “Chúng có vòng đời rất ngắn, gần như chỉ sử dụng một lần. Nếu không có công nghệ tái chế hiệu quả, toàn bộ khối lượng khổng lồ này sẽ kết thúc ở bãi rác hoặc môi trường, nơi chúng tồn tại hàng thập kỷ trước khi phân hủy thành vi nhựa độc hại,” ông nói.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Chemistry, do Marks, Kratish và cộng sự phối hợp cùng các chuyên gia của Đại học Purdue và Phòng thí nghiệm Ames thực hiện. Giới chuyên môn đánh giá, nếu được triển khai thương mại, công nghệ này có thể thay đổi căn bản cách thức xử lý rác thải nhựa hiện nay, góp phần giảm ô nhiễm môi trường và thúc đẩy mục tiêu phát triển kinh tế tuần hoàn.
