Rác thải nhựa và túi nylon có thể chuyển hóa thành nhiên liệu hữu ích. Ảnh: NanD_PhanuwatTH.

Theo Science Alert, polyethylene là loại nhựa phổ biến nhất trên thế giới, tạo ra gần như tất cả mọi thứ từ bao bì thực phẩm, chai nhựa, màng chất dẻo cho đến túi nylon. Trung bình mỗi năm có khoảng 100 triệu tấn nhựa polyethylene được sản xuất.

Hầu hết rác thải nhựa do con người tạo ra được tập trung ở các bãi rác, bị chôn dưới đất hoặc tích tụ trong các đại dương tạo thành những đảo rác khổng lồ trôi nổi. Theo dự kiến của Diễn đàn Kinh tế Thế giới tháng 1/2016, trong các đại dương cứ ba tấn cá sẽ có một tấn rác thải nhựa tính đến năm 2025 và nhựa nhiều hơn cá vào năm 2050.

Để giải quyết vấn đề này, con người cần biến rác thải nhựa thành hàng hóa có thể sử dụng như nhiên liệu hydrocarbon lỏng. Polyethylene được làm từ các loại nhiên liệu hóa thạch, nhưng việc chuyển đổi polyethylene trở lại thành phần như ban đầu đặt ra thách thức lớn, vì nhựa là hợp chất hóa học bền vững.

"Nếu bạn vứt nhựa ra biển hoặc chôn dưới lòng đất, nó vẫn tồn tại ở đó hàng trăm thậm chí hàng nghìn năm", Zhibin Guan, nhà hóa học tại Đại học California, Irvine, Mỹ, cho biết.

Cấu trúc nhựa polyethylene có những liên kết đơn nguyên tử rất ổn định. Nếu đun nóng nhựa ở nhiệt độ cao hơn 400 độ C, các liên kết trong phân tử bị tách rời theo nhiều cách khác nhau tạo ra hỗn hợp của khí, dầu, sáp, than.

Để khai thác tối đa hiệu quả xử lý rác thải nhựa cũng như kiểm soát sản phẩm tạo ra, Guan và nhóm nghiên cứu tại Viện Hóa học Hữu cơ Thượng Hải, Trung Quốc, phát minh một kỹ thuật tái chế nhựa tiêu tốn ít nhiệt hơn.

Các nhà khoa học trộn nhựa với chất xúc tác là hợp chất hữu cơ kim loại. Hợp chất xúc tác này được tạo ra bằng cách trộn các phân tử sẵn có với iridium kim loại. Phản ứng khiến liên kết của nhựa suy yếu và dễ tách rời. Sau đó, nhóm nghiên cứu phá vỡ, thêm, sắp xếp lại cấu trúc của polyethylene để tạo ra một loại nhiên liệu diesel có thể dùng cho phương tiện chạy bằng điện và các loại động cơ khác.

Tỷ lệ nhựa/chất xúc tác hiện nay khoảng 30/1, gần phù hợp cho mục đích thương mại. Mục tiêu của các nhà khoa học là đưa tỷ lệ này tới 10.000/1 trong thời gian tới. Quá trình biến nhựa thành nhiên liệu lỏng đòi hỏi nhiệt độ khoảng 175 độ C, thấp hơn nhiều so với mức nhiệt 400 độ C trong các kỹ thuật phân hủy nhựa tương tự. Nhược điểm của kỹ thuật là phản ứng hóa học diễn ra chậm và đòi hỏi chất xúc tác đắt tiền.