Yllättävä tapa muovit voisivat todella auttaa torjumaan ilmastonmuutosta

Yllättävä tapa muovit voisivat todella auttaa torjumaan ilmastonmuutosta
Yli 99 prosenttia nykypäivän muoveista on peräisin öljystä, mutta uusia biopohjaisia ​​vaihtoehtoja on saatavilla.
Vektoreiden markkinat, Freepik ja srip-kuvakkeet, CC BY

Mitä auton, puhelimen, soodapullon ja kenkien yhteisiä ovat? Ne ovat suurelta osin valmistettu öljystä. Tämä uusiutumaton resurssi käsitellään monipuoliseksi joukoksi kemikaaleja, joita kutsutaan polymeereiksi - tai yleisemmin muoveiksi. Yli 5 miljardia gallonaa öljyä vuosittain muunnetaan yksinomaan muoveiksi.

Polymeerit ovat monien viime vuosikymmenien tärkeiden keksintöjen takana 3D tulostus. Niin sanotut "tekniset muovit", joita käytetään sovelluksissa, jotka vaihtelevat autoteollisuudesta rakentamiseen kalusteisiin, ovat erinomaisia ​​ominaisuuksia ja voivat jopa auttaa ratkaisemaan ympäristöongelmia. Esimerkiksi teknisten muovien ansiosta ajoneuvot ovat nyt kevyempiä, joten he saavat parempaa polttoaineen mittarilukemaa. Mutta kun käyttömäärä lisääntyy, niin myös muovien kysyntä. Maailma tuottaa jo yli 300 miljoonaa tonnia muovia vuosittain. Numero voi olla kuusi kertaa suurempi kuin 2050.

Petro-muovit eivät ole pohjimmiltaan niin huonoja, mutta ne ovat unohdettu tilaisuus. Onneksi on olemassa vaihtoehto. Siirtyminen öljypohjaisista polymeereistä biologisesti perustuviin polymeereihin voisi vähentää hiilidioksidipäästöjä satoja miljoonia tonnia vuodessa. Biopohjaiset polymeerit ne eivät ole ainoastaan ​​uusiutuvia ja ympäristöystävällisempiä tuottamaan, vaan ne voivat todella vaikuttaa nettomyönteisesti ilmastonmuutokseen toimimalla hiilinieluna. Kaikki biopolymeerit eivät kuitenkaan ole yhtäläisiä.

Bioplastit eivät riipu öljyn poraukseen, koska ne saavat hiilen hiilestä jo ilmakehässä. (muovien yllättävä tapa auttaa torjumaan ilmastonmuutosta)Bioplastit eivät riipu öljyn poraukseen, koska ne saavat hiilen hiilestä jo ilmakehässä. QiuJu Song / Shutterstock.com

Hajoavat bio-polymeerit

Olet ehkä kohdannutbiomuovien”Ennen kuin erityisesti kertakäyttöiset astiat - nämä muovit ovat peräisin kasveista öljyn sijaan. Tällaisia ​​bio-polymeerejä valmistetaan syöttämällä sokereita, useimmiten sokeriruo'osta, sokerijuurikkaista tai maissista, mikro-organismeille, jotka tuottavat prekursorimolekyylejä, jotka voidaan puhdistaa ja kemiallisesti liittää yhteen muodostamaan erilaisia ​​ominaisuuksia omaavia polymeerejä.

Kasviperäiset muovit ovat ympäristön kannalta parempia kahdesta syystä. Ensinnäkin kasvi-pohjaisten muovien valmistukseen tarvittava energia vähenee dramaattisesti - niin paljon kuin 80 prosenttia. Vaikka jokainen tonni maaöljypohjaista muovia tuottaa 2-arvoa 3-tonniin hiilidioksidia, tämä voidaan pienentää noin 0.5-tonniin hiilidioksidia tonnia kohti biopolymeeriä, ja prosessit paranevat vain.

Toiseksi kasviperäiset muovit voivat olla biohajoavia, joten ne eivät kasa kaatopaikoille.


Hanki viimeisin InnerSelfistä


Vaikka se on hienoa, kun muoviset haarukat biohajoavat, on joskus pidempi elinikä - et luultavasti halua, että autosi kojelauta muuttuu hitaasti kasaan. Monet muut sovellukset vaativat samanlaista joustavuutta, kuten rakennusmateriaaleja, lääkinnällisiä laitteita ja kodinkoneita. Biologisesti hajoavat biopolymeerit eivät myöskään ole kierrätettäviä, mikä tarkoittaa, että enemmän kasveja on kasvatettava ja käsiteltävä jatkuvasti kysynnän täyttämiseksi.

Biopolymeerit hiilivarastona

Muovit ovat lähteestä riippumatta pääasiassa hiilestä - noin 80-painoprosenttia. Vaikka öljytuotteista valmistetut muovit eivät vapauta hiilidioksidia samalla tavalla kuin fossiilisten polttoaineiden polttaminen, ne eivät myöskään auta sekoittamaan mitään tämän kaasumaisen epäpuhtauden ylimäärää - nestemäisestä öljystä muodostuva hiili yksinkertaisesti muunnetaan kiinteiksi muoveiksi.

Biopolymeerit puolestaan ​​ovat peräisin kasveista, jotka käyttävät fotosynteesiä hiilidioksidin, veden ja auringonvalon muuttamiseksi sokereiksi. Kun nämä sokerimolekyylit muunnetaan bio-polymeereiksi, hiili on tehokkaasti lukittu ilmakehästä - niin kauan kuin he eivät ole biohajoavia tai poltettu. Vaikka biopolymeerit päätyisivät kaatopaikalle, ne käyttävät silti tätä hiilivarastointia.

CO 2 on vain noin 28-hiiltä painon mukaan, joten polymeerit käsittävät valtavan säiliön, jossa tämä kasvihuonekaasu voidaan säilyttää. Jos nykyinen maailmanlaajuinen noin 300 miljoonan tonnin polymeerien tarjonta ei olisi biologisesti hajoavaa ja biopohjaista, se vastaa yhtä miljardia tonnia yhdistettyä hiilidioksidia, noin 2.8 prosenttia nykyiset maailmanlaajuiset päästöt. Jonkin sisällä viime raportti, hallitustenvälinen ilmastonmuutospaneeli esitti hiilen talteenoton, varastoinnin ja uudelleenkäytön keskeisenä strategiana ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi; biopohjaiset polymeerit voisivat olla avainasemassa, jopa 20-prosenttiosuudella hiilidioksidipäästöistä, joita tarvitaan globaalin lämpenemisen rajoittamiseksi 1.5-asteisiin.

Ei-hajoava biopolymeerimarkkinat

Nykyiset hiilen sitomisstrategiat, mukaan lukien geologinen varastointi jotka pumppaavat CO₂-pakokaasuja maan alle tai uudistava maatalous joka säilyttää enemmän hiiltä maaperään, nojaa voimakkaasti politiikkaan haluttujen tulosten saavuttamiseksi.

Vaikka nämä ovat kriittisiä mekanismeja ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi, hiilen sitominen bio-polymeerien muodossa voi hyödyntää erilaista kuljettajaa: rahaa.

Pelkästään hintoihin perustuva kilpailu on ollut haastava biopolymeerien kannalta varhainen menestys näyttää polku kohti suurempaa tunkeutumista. Eräs jännittävä näkökohta on kyky käyttää uusia kemikaaleja, joita ei tällä hetkellä löydy maaöljypohjaisista polymeereistä.

Petro-muovipullot voidaan kierrättää vain pari kertaa max. (muovien yllättävä tapa auttaa torjumaan ilmastonmuutosta)Petro-muovipullot voidaan kierrättää vain pari kertaa max. hans / pixabay, CC BY

Harkitse kierrätettävyyttä. Harvat perinteiset polymeerit ovat todella kierrätettävissä. Nämä materiaalit ovat useimmiten alasajotettuja, mikä tarkoittaa, että ne soveltuvat vain vähäarvoisille sovelluksille, kuten rakennusmateriaaleille. Geeni- ja entsyymitekniikan työkalujen ansiosta ominaisuuksia ovat kuitenkin täydellinen kierrätettävyys - jonka avulla materiaalia voidaan käyttää toistuvasti samaan käyttötarkoitukseen - voidaan suunnitella bio-polymeereiksi alusta alkaen.

Biopolymeerit tänään perustuvat pitkälti tiettyjen bakteerilajien luonnollisiin fermentointituotteisiin, kuten maitohapon Lactobacillus-valmistukseen - samaan tuotteeseen, joka antaa hapan oluissa tarttumista. Vaikka nämä ovat hyvä ensimmäinen askel, syntyvät tutkimukset viittaavat siihen, että biopolymeerien todellinen monipuolisuus on tarkoitus vapautua tulevina vuosina. Kiitos moderni kyky valmistaa proteiineja ja muuttaa DNA: taBiopolymeerien esiasteiden mukautettu suunnittelu on nyt saavutettavissa. Sen myötä mahdollistuu uusien polymeerien maailma - materiaalit, joissa nykyinen hiilidioksidi asettuu käyttökelpoisemmassa, arvokkaammassa muodossa.

Lentokoneet alkavat olla myös polymeerejä - biopolymeerit ovat seuraava askel. (muovien yllättävä tapa auttaa torjumaan ilmastonmuutosta)Lentokoneet alkavat olla myös polymeerejä - biopolymeerit ovat seuraava askel. Eric Salard / Wikimedia Commons, CC BY-SA

Jotta tämä unelma toteutuisi, tarvitaan lisää tutkimusta. Vaikka varhaiset esimerkit ovat täällä tänään - kuten osittain biopohjainen Coca-Cola PlantBottle - monien lupaavimpien uusien biopolymeerien saavuttamiseksi tarvittava biotekniikka on edelleen tutkimusvaiheessa, kuten a uusiutuva vaihtoehto hiilikuidulle jota voitaisiin käyttää kaikkialla polkupyörien ja tuuliturbiinien välillä.

Hallituksen toimintalinjat, jotka tukevat hiilen sitomista, auttaisivat myös hyväksymistä. Kun tällainen tuki on käytössä, biopolymeerien merkittävä käyttö hiilidioksidin varastoinnissa on mahdollista jo viiden seuraavan vuoden aikana - aikajanalla, joka voi merkittävästi auttaa ratkaisemaan ilmastokriisin.Conversation

Tietoja kirjoittajista

Joseph Rollin, bioenergian tutkijatohtori Kansallinen uusiutuvan energian laboratorio ja Jenna E. Gallegos, kemian ja biologian tekniikan tutkijatohtori, Colorado State University

Tämä artikkeli julkaistaan ​​uudelleen Conversation Creative Commons -lisenssin alla. Lue alkuperäinen artikkeli.

Liittyvät kirjat

{amazonWS: searchindex = Kirjat; avainsanat = hiilen sitominen; maxresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

seuraa InnerSelfia

facebook-kuvakeTwitter-kuvakeRSS-kuvake

Hanki uusimmat sähköpostitse

{Emailcloak = off}