Para peneliti di Universitas Adelaide telah berinovasi dalam metode untuk mengubah limbah polietilen menjadi bahan kimia berharga menggunakan fotokatalisis bertenaga cahaya dan energi matahari, sehingga membuka jalan bagi pengelolaan limbah berkelanjutan dan berkontribusi terhadap ekonomi sirkular.
Sebuah tim ilmuwan internasional yang melakukan penelitian mendasar telah menemukan metode penggunaan limbah polietilen (PE) sebagai bahan baku. Mereka telah berhasil mengubahnya menjadi bahan kimia berharga melalui proses yang disebut fotokatalisis berbasis cahaya.
Profesor Shizhang Qiao dari Universitas Adelaide, Ketua Nanoteknologi, dan Direktur, Pusat Bahan Energi dan Katalisis, di Fakultas Teknik Kimia, memimpin tim yang mempublikasikan temuan mereka di jurnal Kemajuan dalam Sains.
“Kami telah mendaur ulang sampah plastik polietilen menjadi etilen dan propionik kecut dengan selektivitas tinggi menggunakan katalis logam yang terdispersi secara atom,” kata Profesor Qiao.
“Metode fotokatalisis suhu ruangan yang dikombinasikan dengan oksidasi digunakan untuk mengubah limbah menjadi produk berharga dengan selektivitas tinggi. Hampir 99 persen produk cairnya adalah asam propionat, sehingga mengurangi masalah yang terkait dengan produk kompleks yang kemudian memerlukan pemisahan. Energi surya terbarukan lebih banyak digunakan dibandingkan proses industri yang menggunakan bahan bakar fosil dan mengeluarkan gas rumah kaca. Strategi limbah menjadi nilai ini terutama diterapkan dengan empat komponen, termasuk sampah plastik, air, sinar matahari, dan fotokatalis tidak beracun yang memanfaatkan energi matahari dan meningkatkan reaksi. Fotokatalis yang khas adalah titanium dioksida dengan atom paladium terisolasi di permukaannya.”
Mengatasi Tantangan Sampah Plastik
Sebagian besar plastik yang digunakan saat ini akhirnya dibuang dan terakumulasi di tempat pembuangan sampah. PE adalah plastik yang paling banyak digunakan di dunia. Kemasan makanan sehari-hari, tas belanja dan botol reagen semuanya terbuat dari PE. Sampah plastik juga merupakan penyumbang terbesar dari seluruh sampah plastik dan sebagian besar berakhir di tempat pembuangan sampah, sehingga menimbulkan ancaman terhadap lingkungan dan ekologi global.
“Sampah plastik adalah sumber daya yang belum dimanfaatkan yang dapat didaur ulang dan diolah menjadi plastik baru dan produk komersial lainnya,” kata Profesor Qiao.
“Daur ulang katalitik limbah PE masih dalam pengembangan awal dan secara praktis merupakan tantangan karena kelembaman kimiawi polimer dan reaksi samping yang timbul dari kompleksitas struktural molekul reaktan.”
Potensi Dampak dan Penerapannya di Masa Depan
Daur ulang bahan kimia untuk limbah PE saat ini dioperasikan pada suhu tinggi lebih dari 400 derajat Celcius, sehingga menghasilkan komposisi produk yang kompleks.
Etilen merupakan bahan baku kimia penting yang dapat diolah lebih lanjut menjadi berbagai produk industri dan sehari-hari, sedangkan asam propionat juga banyak diminati karena sifat antiseptik dan antibakterinya.
Pekerjaan tim ini bertujuan untuk mengatasi tantangan lingkungan dan energi kontemporer, dan berkontribusi pada ekonomi sirkular. Ini akan berguna dalam penelitian ilmiah lebih lanjut, pengelolaan limbah, dan pembuatan bahan kimia.
“Penelitian mendasar kami memberikan solusi ramah lingkungan dan berkelanjutan yang sekaligus mengurangi polusi plastik dan menghasilkan bahan kimia berharga dari limbah untuk ekonomi sirkular,” kata Profesor Qiao.
“Hal ini akan menginspirasi desain rasional fotokatalis berkinerja tinggi untuk pemanfaatan energi surya dan bermanfaat bagi pengembangan teknologi daur ulang limbah berbasis surya.”
Referensi: “Produksi fotokatalitik etilen dan asam propionat dari sampah plastik oleh Pd yang terdispersi secara atom yang didukung titania jenis” oleh Shuai Zhang, Bingquan Xia, Yang Qu, Liqiang Jing, Mietek Jaroniec, Jingrun Ran dan Shi-Zhang Qiao, 8 Desember 2023, Kemajuan dalam Sains.
DOI: 10.1126/sciadv.adk2407
NewsRoom.id
