Il reattore, sviluppato da ricercatori dell'Università di Cambridge, è alimentato da energia solare e potrebbe rappresentare un'alternativa più economica e sostenibile agli attuali metodi di riciclaggio basati su processi chimici. Il team sostiene che il loro metodo potrebbe creare un sistema circolare in cui un flusso di rifiuti contribuisce a risolvere un altro problema. I risultati della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista Joule.
La produzione globale di plastica supera i 400 milioni di tonnellate all'anno, ma solo il 18% viene riciclato. Il resto viene bruciato, smaltito in discarica o finisce per inquinare gli ecosistemi. I ricercatori affermano che il loro metodo, noto come fotoformazione acida a energia solare, potrebbe contribuire ad affrontare il crescente accumulo di rifiuti di plastica a livello globale.
Gli scienziati hanno progettato un fotocatalizzatore sufficientemente resistente da sopportare gli effetti altamente corrosivi dell'acido, utilizzando al contempo l'acido presente nelle batterie per auto usate, che di solito viene neutralizzato e smaltito.
"La scoperta è stata quasi casuale", ha affermato il professor Erwin Reisner del Dipartimento di Chimica Yusuf Hamied di Cambridge, che ha guidato la ricerca. "Pensavamo che gli acidi fossero assolutamente impossibili in questi sistemi solari perché avrebbero semplicemente dissolto tutto. Ma il nostro catalizzatore non l'ha fatto, e improvvisamente si è aperto un mondo completamente nuovo di reazioni."
"Gli acidi sono stati a lungo utilizzati per degradare la plastica, ma non avevamo mai avuto un fotocatalizzatore economico e scalabile in grado di resistervi", ha spiegato l'autrice principale Kay Kwarteng, dottoranda nel gruppo di ricerca di Reisner. "Una volta risolto questo problema, i vantaggi di questo sistema sono diventati evidenti."
Il metodo sviluppato da Kwarteng, Reisner e colleghi inizia con il trattamento dei rifiuti plastici con acido di batteria, che scompone le lunghe catene polimeriche in componenti chimici come il glicole etilenico. Un fotocatalizzatore converte quindi questi composti in idrogeno e acido acetico (il componente principale dell'aceto) quando esposto alla luce solare.
Nei test di laboratorio, il reattore ha generato elevati livelli di idrogeno e prodotto acido acetico con elevata selettività. Inoltre, ha funzionato per oltre 260 ore senza alcuna perdita di prestazioni.
Questo approccio funziona con diverse tipologie di rifiuti plastici, compresi quelli attualmente difficili da riciclare, come il nylon e il poliuretano. Ciò rappresenta un significativo progresso rispetto alle attuali tecnologie di riciclaggio, che sono principalmente limitate al PET.
Il sistema funziona non solo con acido nuovo di grado laboratorio, ma anche con acido recuperato dalle batterie per auto, che contengono tra il 20% e il 40% di acido. Queste batterie vengono sostituite in grandi quantità ogni anno in tutto il mondo. Sebbene il piombo venga solitamente recuperato per il riutilizzo, l'acido, dopo la neutralizzazione, genera ulteriori rifiuti.
"È una risorsa non sfruttata", ha affermato Kwarteng. "Se riusciamo a recuperare l'acido prima di neutralizzarlo, possiamo riutilizzarlo più e più volte per scomporre la plastica: è una situazione vantaggiosa per tutti, poiché evitiamo l'impatto ambientale della neutralizzazione dell'acido e lo utilizziamo per generare idrogeno pulito".
I ricercatori sottolineano che il loro metodo potrebbe ridurre i costi di un ordine di grandezza rispetto ad altri approcci di fotoformatura, principalmente perché l'acido consente una maggiore produzione di idrogeno e può essere riutilizzato anziché consumato.
Sebbene permangano delle sfide, come la progettazione di reattori in grado di resistere a condizioni corrosive, Kwarteng afferma che le basi chimiche sono solide. "Questi acidi vengono già gestiti in sicurezza nell'industria. La questione ora è di ingegneria: come costruire reattori che funzionino in modo continuo e trattino rifiuti reali".
I ricercatori sottolineano che questo metodo non sostituirà il riciclaggio convenzionale, ma può integrarlo trattando plastiche contaminate o miste che attualmente non hanno una valida via di riutilizzo.
"Non promettiamo di risolvere il problema globale della plastica", ha affermato Reisner. "Ma questo dimostra come i rifiuti possano essere trasformati in risorse. Il fatto che possiamo generare valore dai rifiuti di plastica utilizzando la luce solare e l'acido proveniente dalle batterie esauste rende questo processo un'opzione molto promettente".
Il team prevede di commercializzare questa tecnologia con il supporto di Cambridge Enterprise, il braccio innovativo dell'università, e con i finanziamenti di UKRI. La ricerca è stata inoltre supportata da diverse istituzioni accademiche e scientifiche del Regno Unito.
Riferimento:
Papa K. Kwarteng et al. 'Riforma solare delle materie plastiche mediante depolimerizzazione catalizzata da acido.' Joule (2026). DOI: 10.1016/j.joule.2026.102347
