Из пластиковых бутылок сделали материал для космоса и газовое топливо
Российские ученые разработали технологию изготовления карбида титана из титанового порошка и бутылок из полиэтилентерефталата (ПЭТ). Мало того, что удалось найти применение пластиковым отходам, так еще и побочный газообразный продукт, выделяемый при производстве, может служить топливом для теплоэнергетических устройств.
ПЭТ маркируют цифрой 1
Изображение: © Today ago kids / Shutterstock / FOTODOM
Ежегодно в мире производят около 300 млн тонн пластиковых изделий разного назначения, которые со временем становятся отходами. И лишь не более 12 % из них отправляют на переработку. Во-первых, не весь пластик можно вторично использовать. Во-вторых, его сложно собирать и сортировать, а значит, высоки затраты на утилизацию отходов и производство возобновляемых ресурсов. В-третьих, неверная сортировка не позволяет получить вторичное сырье исходного качества.
Вот почему ученые активно ищут применение использованному ПЭТ. В Томском научном центре Сибирского отделения РАН придумали, как сделать пластик альтернативным источником углерода при производстве карбида титана.
Карбид титана — соединение углерода и металлического титана. Это сверхтвердый материал и одно из самых химически устойчивых веществ, способных выдерживать резкие температурные скачки. Он плавится при температуре свыше +3000 °С.
Карбид титана используют в горной, металлообрабатывающей и рудной промышленности. Из сплавов с ним изготавливают лопасти газовых турбин, детали авиационных двигателей, особые защитные покрытия реактивных сопел и других частей ракет. С его помощью защищают обшивку космического корабля от высокой температуры при вхождении в земную атмосферу. Этот материал также широко применяется в производстве абразивных паст для обработки полупроводников, металлов и диэлектриков, в шлифовке. Кроме того, его используют для упрочнения алюминиевых сплавов.
Космические аппараты должны выдерживать большие перепады температур, поэтому карбид титана активно используют при их строительстве Фото: © Захарушкин Сергей / ТАСС
Для экспериментов были использованы российский титановый порошок и ПЭТ-бутылки, которые предварительно измельчили до хлопьев размером не более сантиметра. В специальной вакуумной камере сырье подвергли экзотермической реакции. Оптимальными оказались параметры содержания в смеси ПЭТ от 33,3 до 45 %. Так получились карбиды титана, близкие по составу к эталонным, отмечают томские ученые в статье, опубликованной в журнале Green Chemical Engineering.
Кроме того, анализ состава побочных газов, образующихся при производстве карбида титана таким способом, показал, что в них содержится 46 % водорода и 37 % монооксида углерода. Благодаря таким характеристикам их можно использовать в качестве резервного топлива для инфракрасных газовых горелок, роторных двигателей и другого энергетического оборудования.
