Die verrassende manier plastiek kan eintlik help om klimaatsverandering te beveg

Die verrassende manier plastiek kan eintlik help om klimaatsverandering te beveg
Meer as 99 persent van vandag se plastiek kom uit olie, maar nuwe bio-gebaseerde opsies word beskikbaar.
Ikone deur vektore Market, Freepik en srip, CC BY

Wat het jou motor, telefoon, koeldrank en skoene gemeen? Hulle word almal grootliks van petroleum gemaak. Hierdie nie-herwinbare hulpbron word verwerk tot 'n veelsydige stel chemikalieë wat polimere genoem word, of meer algemeen plastiek. oor 5 miljard liter olie elke jaar word slegs in plastiek omskep.

Polimere is agter baie belangrike uitvindings van die afgelope paar dekades, soos 3D druk. Sogenaamde "ingenieursplastiek", wat gebruik word in toepassings wat wissel van motor tot konstruksie tot meubels, het uitstekende eienskappe en kan selfs help met die oplos van omgewingsprobleme. Byvoorbeeld, danksy ingenieursplastiek, voertuie is nou ligter gewig, dus kry hulle beter brandstofkwaliteit. Maar soos die aantal gebruike styg, so ook die vraag na plastiek. Die wêreld produseer elke jaar meer as 300 miljoen ton plastiek. Die getal kan ses keer wees deur 2050.

Petro-plastiek is nie basies so sleg nie, maar dit is 'n gemiste kans. Gelukkig is daar 'n alternatief. Om oor te skakel van petroleumgebaseerde polimere na polimere wat biologies gebaseer is, kan jaarliks ​​koolstofvrystellings deur honderde miljoene ton verminder. Bio-gebaseerde polimere is nie net hernubare en meer omgewingsvriendelik om te produseer nie, maar hulle kan eintlik net 'n positiewe uitwerking op klimaatsverandering hê deur as 'n koolstofafwas op te tree. Maar nie alle bio-polimere word gelyk geskep nie.

Bioplaste is nie afhanklik van boor vir olie nie, aangesien hulle hul koolstof uit CO₂ reeds in die atmosfeer kry. (die verrassende manier dat plastiek eintlik kan help om klimaatsverandering te beveg)Bioplaste is nie afhanklik van boor vir olie nie, aangesien hulle hul koolstof uit CO₂ reeds in die atmosfeer kry. QiuJu Song / Shutterstock.com

Afbreekbare bio-polimere

Jy mag dalk gekry het "bioplastics"Voorheen, veral as besteebare werktuie, word hierdie plastiek uit plante in plaas van olie afgelei. Sulke bio-polimere word gemaak deur suikers, meestal suikerriet, suikerbiet, of koring te voed aan mikroörganismes wat voorlopermolekules produseer wat gesuiwer en chemies verbind kan word om polimere met verskillende eienskappe te vorm.

Plant-afgeleide plastiek is om twee redes beter vir die omgewing. Eerstens is daar 'n dramatiese verlaging in die energie wat nodig is om plant-gebaseerde plastiek te vervaardig - met soveel as 80 persent. Terwyl elke ton petroleum afgeleide plastiek 2 tot 3 ton CO₂ genereer, kan dit verminder word tot ongeveer 0.5 ton CO₂ per ton bio-polimeer, en die prosesse word net beter.

Tweedens, plant-gebaseerde plastiek kan biologisch afbreekbaar wees, sodat hulle nie op stortingsterreine akkumuleer nie.

Alhoewel dit goed is om wegwerp soos plastiekvurke te biodegrade, is soms 'n langer leeftyd belangrik - jy sal waarskynlik nie wil hê dat die dashboard van jou motor stadig oor die tyd in 'n stapel sampioene verander nie. Baie ander toepassings verg dieselfde soort veerkragtigheid, soos konstruksiemateriaal, mediese toestelle en huishoudelike toestelle. Biodegradeerbare bio-polimere is ook nie herwinbaar nie, wat beteken dat meer plante voortdurend gekweek en verwerk moet word om aan die vraag te voldoen.

Bio-polimere as koolstofopslag

Plastiek, ongeag die bron, is hoofsaaklik van koolstof - omtrent 80 persent volgens gewig. Terwyl petroleum-afgeleide plastiek nie CO₂ op dieselfde manier vrystel as wat fossielbrandstowwe brand nie, help hulle ook nie om die oormaat van hierdie gasbesoedelende stof te gebruik nie. Die koolstof uit vloeibare olie word eenvoudig omskep in soliede plastiek.

Bio-polimere, aan die ander kant, is afkomstig van plante, wat fotosintese gebruik om CO₂, water en sonlig na suikers om te skakel. Wanneer hierdie suikermolekules omskep word in bio-polimere, word die koolstof word effektief toegesluit uit die atmosfeer - solank dit nie biodegraded of verbrand word nie. Selfs as bio-polimere beland in 'n stortingsterrein, sal hulle steeds hierdie koolstofopslagrol dien.

CO₂ is slegs ongeveer 28 persent koolstof volgens gewig, dus bevat polimere 'n enorme reservoir waarin hierdie kweekhuisgas gestoor word. As die huidige wêreldverskaffing van ongeveer 300 miljoen ton polimere almal nie-bioafbreekbaar en bio-gebaseer was, sou dit gelykstaande wees aan 'n gigaton - 'n miljard ton - gesekwestreerde CO₂, ongeveer 2.8 persent van huidige globale uitstoot. in 'n onlangse verslag, het die Intergouvernementele Paneel oor Klimaatverandering geskets om koolstof te hanteer, te berg en te hergebruik as 'n sleutelstrategie vir die versagting van klimaatsverandering; bio-gebaseerde polimere kan 'n belangrike bydrae lewer, tot en met 20 persentasie van die CO2-verwydering wat nodig is om aardverwarming tot 1.5 grade Celsius te beperk.

Die nie-afbreekbare biopolimeermark

Huidige koolstof sekwestrasie strategieë, insluitend geologiese berging wat CO₂ uitlaat ondergronds of pompe regeneratiewe landbou wat meer koolstof in die grond stoor, leun swaar op die beleid om die verlangde uitkomste te bereik.

Terwyl dit kritiese meganismes vir mitigasie van klimaatsverandering is, het die sekwestrasie van koolstof in die vorm van bio-polimere die potensiaal om 'n ander bestuurder te gebruik: geld.

Kompetisie gebaseer op prys alleen is uitdagend vir bio-polimere, maar vroeë suksesse wys 'n pad na groter penetrasie. Een opwindende aspek is die vermoë om toegang te verkry tot nuwe chemikalieë wat nie tans in petroleum afgeleide polimere voorkom nie.

Petro-plastiekbottels kan slegs 'n paar keer maksimum herwin word. (die verrassende manier dat plastiek eintlik kan help om klimaatsverandering te beveg)Petro-plastiekbottels kan slegs 'n paar keer maksimum herwin word. Hans / pixabay, CC BY

Oorweeg herwinbaarheid. Min tradisionele polimere is werklik herwinbaar. Hierdie materiaal is eintlik meestal afgerond, wat beteken dat hulle slegs geskik is vir lae-waarde toepassings, soos konstruksiemateriaal. Danksy die gereedskap van genetiese en ensiem ingenieurswese, egter, eienskappe soos volledige herwinbaarheid - wat die materiaal herhaaldelik vir dieselfde toediening kan gebruik - kan vanaf die begin in bio-polimere ontwerp word.

Bio-polymeren vandag is hoofsaaklik gegrond op natuurlike fermentasieprodukte van sekere spesies bakterieë, soos die produksie van Lactobacillus van melksuur - dieselfde produk wat die tert in suurbier bied. Alhoewel dit 'n goeie eerste stap is, dui daaropkomende navorsing dat die ware veelsydigheid van bio-polimere in die komende jare ontketen sal word. Dankie aan die moderne vermoë om proteïene te manipuleer en DNA te verander, persoonlike ontwerp van bio-polimeer voorlopers is nou in die bereik. Daardeur word 'n wêreld van nuwe polimere moontlik - materiaal waarin vandag se CO₂ in 'n meer bruikbare, meer waardevolle vorm sal woon.

Vliegtuie begin ook van polimere gemaak word - bio-polimere is die volgende stap. (die verrassende manier dat plastiek eintlik kan help om klimaatsverandering te beveg)Vliegtuie begin ook van polimere gemaak word - bio-polimere is die volgende stap. Eric Salard / Wikimedia Commons, CC BY-SA

Vir hierdie droom om besef te word, is meer navorsing nodig. Terwyl vroeë voorbeelde vandag hier is - soos gedeeltelik bio-gebaseerde Coca-Cola PlantBottle - Die bio-ingenieurswese wat benodig word om baie van die mees belowende nuwe bio-polimere te behaal, is nog in die navorsingsfase - soos a hernieubare alternatief vir koolstofvesel Dit kan gebruik word in alles van fietse tot windturbine lemme.

Regeringsbeleide wat koolstof-sekwestrasie ondersteun, sal ook help om aanneming te aanvaar. Met hierdie soort ondersteuning in plek is 'n belangrike gebruik van bio-polimere as koolstofopslag moontlik binne die volgende vyf jaar - 'n tydlyn met die potensiaal om 'n beduidende bydrae te lewer tot die oplossing van die klimaatkrisis.Die gesprek

Oor die skrywers

Joseph Rollin, Na-doktorale Navorser in Bio-energie, Nasionale Hernubare Energie Laboratorium en Jenna E. Gallegos, Na-doktorale Navorser in Chemiese en Biologiese Ingenieurswese, Colorado State University

Hierdie artikel is gepubliseer vanaf Die gesprek onder 'n Creative Commons lisensie. Lees die oorspronklike artikel.

verwante Boeke

{amazonWS: search index = Boeke; sleutelwoorde = koolstof sekwestrasie; maxresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

volg InnerSelf op

Facebook-ikoonTwitter-ikoonrss-ikoon

Kry die nuutste per e-pos

Emailcloak = {af}