Bisakah Limbah Plastik menjadi Sumber Bahan Bakar yang Berguna?
 |
| Sampah Plastik menjadi hal yang mengkhawatirkan karena banyak sekali mencemari lingkungan. Sumber foto: Stockholm Enviroment Institute |
"Secara efektif, plastik adalah bentuk lain dari bahan bakar fosil," kata Prof Reisner, profesor energi dan keberlanjutan di University of Cambridge. "Ini kaya akan energi dan komposisi kimia, yang ingin kami buka."
Tapi ikatan kimia yang membentuk plastik dibuat untuk bertahan lama dan, dari tujuh miliar ton yang pernah dibuat, kurang dari 10% telah didaur ulang.
Dilyana Mihaylova, manajer program plastik untuk Ellen MacArthur Foundation, mengatakan: "Ekonomi ekstraktif, ambil-buat-limbah kami [berarti] miliaran dolar bahan berharga hilang."
Di seluruh dunia, lebih dari 400 juta ton plastik diproduksi setiap tahun - kira-kira sama beratnya dengan seluruh umat manusia . Saat ini, sekitar 85% berakhir di TPA atau hilang ke lingkungan dan akan bertahan selama ratusan, mungkin ribuan tahun.
Sekarang perlombaan untuk menemukan cara terbaik untuk memutuskan ikatan kimia itu dan merebut kembali sumber daya berharga Bumi yang terkunci di dalam plastik.
Daur ulang mekanis, di mana limbah plastik dicuci, diparut, dilelehkan, dan dibentuk kembali, menurunkan kualitas plastik dari waktu ke waktu dan dapat menghasilkan produk dengan kualitas yang tidak konsisten.
Industri plastik tertarik pada daur ulang bahan kimia , di mana aditif digunakan untuk mengubah struktur kimia limbah plastik, mengubahnya kembali menjadi zat yang dapat digunakan sebagai bahan baku, mungkin untuk membuat bahan bakar seperti bensin dan solar.
Namun pendekatan tersebut saat ini mahal dan tidak efisien serta telah dikritik oleh kelompok lingkungan.
"Jadi," kata Ms Mihaylova, "sama seperti kita tidak dapat mendaur ulang jalan keluar dari krisis polusi plastik, kita juga tidak dapat mengandalkan proses plastik menjadi bahan bakar untuk menyelesaikan masalah."
Bisakah sistem bertenaga surya baru menunjukkan jalan ke depan?
Prof Reisner dan timnya telah mengembangkan sebuah proses yang tidak hanya dapat mengubah satu, tetapi dua aliran limbah - plastik dan CO2 - menjadi dua produk kimia pada saat yang sama - semuanya ditenagai oleh sinar matahari.
Teknologi ini mengubah CO2 dan plastik menjadi syngas - komponen utama bahan bakar berkelanjutan seperti hidrogen. Ini juga menghasilkan asam glikolat, yang banyak digunakan dalam industri kosmetik.
Sistem bekerja dengan mengintegrasikan katalis, senyawa kimia yang mempercepat reaksi kimia, menjadi penyerap cahaya.
"Proses kami bekerja pada suhu ruangan dan tekanan ruangan," katanya.
"Reaksi berjalan secara otomatis saat Anda memaparkannya ke sinar matahari. Anda tidak membutuhkan yang lain."
Dan, meyakinkan Prof Reisner, prosesnya tidak menghasilkan limbah berbahaya.
"Kimia itu bersih, " katanya.
Teknologi bertenaga surya lainnya menjanjikan untuk mengatasi polusi plastik dan konversi CO2 , tetapi ini adalah pertama kalinya digabungkan dalam satu proses.
"Menggabungkan keduanya berarti kita memberi nilai tambah pada prosesnya," kata Prof Reisner. "Kami sekarang memiliki empat aliran nilai - mitigasi limbah plastik, mitigasi CO2, dan produksi dua bahan kimia berharga. Kami berharap ini akan membawa kita mendekati komersialisasi."
Selain itu, Prof Reiner mengatakan sistemnya dapat menangani sampah plastik yang tidak dapat didaur ulang.
"Biasanya, plastik yang terkontaminasi limbah makanan akan dibakar, tetapi plastik ini sangat baik untuk kita. Faktanya, makanan adalah substrat yang baik - sehingga membuat proses kita berjalan lebih baik."
Para peneliti di seluruh dunia sedang mencari cara untuk mengubah plastik yang tidak diinginkan menjadi sesuatu yang berguna.
Ketika dipecah, elemen plastik dapat dibuat ulang menjadi segudang produk baru termasuk deterjen, pelumas, cat dan pelarut, dan senyawa biodegradable untuk digunakan dalam aplikasi biomedis.
Alam telah menemukan cara untuk memecah polimer - zat yang terdiri dari molekul yang sangat besar - dan plastik adalah polimer sintetik.
"Sudah ada bakteri di luar sana yang memiliki enzim yang dirancang untuk memecah [polimer]," kata Dr Victoria Bemmer, peneliti senior di University of Portsmouth.
"Kita dapat men-tweak enzim-enzim ini dengan sedikit mengubah strukturnya - untuk membuatnya bekerja lebih cepat, membuatnya lebih kencang atau stabil."
Menggunakan pembelajaran mesin, Dr Bemmer dan timnya telah mengembangkan varian enzim yang diadaptasi untuk mendekonstruksi semua jenis polietilen tereftalat (PET), sejenis poliester.
Enzim memecah plastik dengan cara yang mirip dengan daur ulang kimia, kata Dr Bemmer, tetapi karena mirip dengan enzim yang ditemukan di alam, prosesnya dapat dilakukan dalam "kondisi yang lebih jinak".
Jika daur ulang bahan kimia menggunakan bahan kimia, tim Universitas Portsmouth dapat menggunakan air. Dan suhu tertinggi yang mereka butuhkan adalah 70C, artinya konsumsi energi dapat dijaga agar tetap rendah dibandingkan dengan proses lainnya.
Dr Bemmer dan timnya sedang mengembangkan enzim mereka lebih lanjut dan berharap pekerjaan mereka akan membantu mereka menciptakan ekonomi sirkular yang berkelanjutan untuk pakaian berbahan plastik juga.
Poliester yang terbuat dari PET adalah serat pakaian yang paling banyak digunakan di dunia.
Namun, mendaur ulang kain sintetis menggunakan enzim tidaklah mudah. Penambahan pewarna dan perawatan kimia lainnya membuat mereka sulit terdegradasi dalam proses alami.
"Polyester benar-benar menyakitkan," kata Dr Bemmer. "Selain itu, sangat jarang hanya poliester murni. Anda juga menemukan serat campuran."
Tim berharap enzim mereka akan mengurangi PET dalam limbah tekstil menjadi sup blok bangunan sederhana , siap untuk dibuat kembali menjadi poliester baru.
"Kami berada pada tahap yang sangat awal," kata Dr Bemmer. “Kami belum tahu apakah pewarna dan aditif pada kain ini akan menghambat aksi enzim pada rantai poliester. Mudah-mudahan tidak berdampak dan kita bisa melanjutkan tetapi jika ya, kita bisa mengembangkannya. enzim lebih lanjut."
Produksi plastik di seluruh dunia terus meningkat, dan diperkirakan akan meningkat tiga kali lipat pada tahun 2060. Bagi banyak orang, daur ulang tetap menjadi fokus dalam mengatasi masalah ini, namun beberapa berpendapat bahwa ini tidak akan pernah cukup.
Kembali ke Cambridge, tim Prof Reisner mengambil "langkah kecil ke arah" komersialisasi. Mereka berencana untuk mengembangkan sistem tersebut selama lima tahun ke depan untuk menghasilkan produk yang lebih kompleks dan berharap suatu hari nanti teknik tersebut dapat digunakan untuk mengembangkan pabrik daur ulang bertenaga surya sepenuhnya.
Sekitar 600 juta ton syngas sudah diproduksi setiap tahun, kata Prof Reisner, tapi sebagian besar dari bahan bakar fosil.
"Jika kita bisa membuat syngas, kita bisa mengakses hampir semua industri petrokimia dan membuatnya berkelanjutan."
