【海外ITニュース速報】温室効果ガス排出を削減するアップサイクルプラスチックの解明に成功

1. Scientists crack upcycling plastics to reduce greenhouse gas emissions
2. 要約(英語):
3. 要約(日本語):
4. 本文:

Scientists crack upcycling plastics to reduce greenhouse gas emissions

温室効果ガス排出を削減するアップサイクルプラスチックの解明に成功

要約(英語):

scientists from the University of Illinois Urbana-Champaign, University of California, Santa Barbara, and Dow have developed a breakthrough process to transform the second-most widely produced plastic, polypropylene (PP), which could reduce greenhouse gas emissions. “The world needs more and better options for extracting the energy and molecular value from its waste plastics,” said a co-lead author. The process involves catalytic reactions that transform PE plastic into the building block propylene. This could represent a potential savings of

要約(日本語):

イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校、カリフォルニア大学サンタ・バーバラ校、ダウの科学者は、温室効果ガスの排出を削減できる2番目に広く生成されたプラスチックであるポリプロピレン（PP）を変換するためのブレークスロウプロセスを開発しました。「世界は、その廃棄物プラスチックからエネルギーと分子の価値を抽出するためにより多くのより良い選択肢を必要としています」と、共同主演の著者は述べています。このプロセスには、PEプラスチックをビルディングブロックプロピレンに変換する触媒反応が含まれます。これは、の潜在的な節約を表している可能性があります

本文:

Scientists from the University of Illinois Urbana-Champaign, University of California, Santa Barbara, and Dow have developed a breakthrough process to transform the most widely produced plastic — polyethylene (PE) — into the second-most widely produced plastic, polypropylene (PP), which could reduce greenhouse gas emissions (GHG).

イリノイ大学アーバナ – シャンペーン校、カリフォルニア大学サンタバーバラ、ダウの科学者は、最も広く生産されたプラスチックであるポリエチレン（PE）を2番目に広く生成されたプラスチック、ポリプロピレン（pp）、温室効果ガス排出量（GHG）を削減できます。

“The world needs more and better options for extracting the energy and molecular value from its waste plastics,” said co-lead author Susannah Scott, Distinguished Professor and Mellichamp Chair of Sustainable Catalytic Processing at UC Santa Barbara.

UCサンタバーバラの持続可能な触媒処理の著名な教授であり、メリチャンプ議長である共同リードの著者であるスザンナ・スコットは、次のように述べています。

Conventional plastic recycling methods result in low-value plastic molecules and, thus, offer little incentive to recycle the mountains of plastic waste that have accumulated over the past several decades.

従来のプラスチックリサイクル方法は、価値の低いプラスチック分子をもたらし、したがって、過去数十年にわたって蓄積したプラスチック廃棄物の山をリサイクルするインセンティブをほとんど提供しません。

But, Scott added, “turning polyethylene into propylene, which can then be used to make a new polymer, is how we start to build a circular economy for plastics.” “We started by conceptualizing this approach and demonstrated its promise first through theoretical modeling — now we have proved that it can be done experimentally in a way that is scalable and potentially applicable to current industry demands,” said co-lead author Damien Guironnet, a professor of chemical and biomolecular engineering at Illinois, who published the first study outlining the necessary catalytic reactions in 2020. The new study published in the Journal of the American Chemical Society announces a series of coupled catalytic reactions that transform PE, which is #2 and #4 plastic that make up 29% of the world’s plastic consumption, into the building block propylene that is the key ingredient to produce PP, also known as #5 plastic that accounts for close to 25% of the world’s plastic consumption.

しかし、スコットは、「ポリエチレンをプロピレンに変えることは、新しいポリマーを作るために使用できるようにすることであり、プラスチックのための循環経済の構築方法です」と付け加えました。「私たちはこのアプローチを概念化することから始め、最初に理論的モデリングを通じてその約束を実証しました。今では、現在の業界の需要にスケーラブルで潜在的に適用可能な方法で実験的に行うことができることを証明しました」2020年に必要な触媒反応を概説する最初の研究を発表したイリノイ州の化学および生体分子工学の教授。世界のプラスチック消費の29％を構成する＃4プラスチックは、世界のプラスチック消費量の25％近くを占める＃5プラスチックとしても知られるPPを生成するための重要な成分であるビルディングブロックプロピレンに入れます。

This study establishes a proof-of-concept for upcycling PE plastic with more than 95% selectivity into propylene.

この研究は、プロピレンへの95％以上の選択性を備えたアップサイクリングPEプラスチックの概念実証を確立しています。

The researchers have built a reactor that creates a continuous flow of propylene that can be converted into PP easily using current technology — making this discovery scalable and rapidly implementable.

研究者は、現在の技術を使用して簡単にPPに変換できるプロピレンの連続的な流れを作成する原子炉を構築しました。

“Our preliminary analysis suggests that if just 20% of the world’s PE could be recovered and converted via this route, it could represent a potential savings of GHG emissions comparable to taking 3 million cars off the road,” said Garrett Strong, a graduate student associated with the project.

「私たちの予備分析では、世界のPEの20％しか回復しない場合、このルートを介して回収された場合、300万台の車を道路から奪うことに匹敵するGHG排出量の潜在的な節約を表す可能性があることが示唆されています」と大学院生のGarrett Strong氏は述べました。プロジェクトに関連付けられています。

The goal is to cut each very long PE molecule many times to obtain many small pieces, which are the propylene molecules.

目標は、非常に長いPE分子を何度も切断して、プロピレン分子である多くの小さな部分を得ることです。

First, a catalyst removes hydrogen from the PE, creating a reactive location on the chain.

まず、触媒がPEから水素を除去し、チェーン上の反応性の位置を作成します。

Next, the chain is split in two at this location using a second catalyst, which caps the ends using ethylene.

次に、チェーンは2番目の触媒を使用してこの場所の2つに分割され、エチレンを使用して端をキャップします。

Finally, a third catalyst moves the reactive site along the PE chain so the process can be repeated.

最後に、3番目の触媒がPEチェーンに沿って反応性部位を移動して、プロセスを繰り返すことができます。

Eventually, all that is left are a large number of propylene molecules.

最終的に、残っているのは、多数のプロピレン分子です。

“Think of cutting a baguette in half, and then cutting precisely-sized pieces off the end of each half — where the speed at which you cut controls the size of each slice,” Guironnet said.

「バゲットを半分に切ってから、それぞれの半分の端から正確にサイズのピースを切ることを考えてみてください。カットする速度が各スライスのサイズを制御します」とGuironnet氏は言います。

“Now that we have established the proof of concept, we can start to improve the efficiency of the process by designing catalysts that are faster and more productive, making it possible to scale up,” Scott said.

「概念実証を確立したので、より速く、より生産的な触媒を設計し、スケールアップできるようにすることにより、プロセスの効率を改善し始めることができます」とスコットは言いました。

“Since our end-product is already compatible with current industry separation processes, better catalysts will make it possible to implement this breakthrough rapidly.” The work presented in this publication is highly complementary to a paper published in Science last week.

「私たちの最終製品は現在の業界分離プロセスとすでに互換性があるため、より良い触媒はこのブレークスルーを迅速に実装できるようになります。」この出版物で提示された作品は、先週科学で発表された論文を非常に補完しています。

Both groups used virgin plastics and similar chemistries.

両方のグループは、バージンプラスチックと同様の化学物質を使用しました。

However, the Science team used a different process in an enclosed batch reactor, requiring much higher pressure — which is energy intensive — and the need to recycle more ethylene.

ただし、科学チームは囲まれたバッチリアクターで異なるプロセスを使用し、はるかに高い圧力（エネルギー集約型）とより多くのエチレンをリサイクルする必要がありました。

“If we are to upcycle a significant fraction of the over 100 million tons of plastic waste we generate each year, we need solutions that are highly scalable,” Guironnet said.

「毎年生成する1億トン以上のプラスチック廃棄物の大部分をアップサイクルする場合、非常にスケーラブルなソリューションが必要です」とGuironnet氏は言います。

“Our team demonstrated the chemistry in a flow reactor we developed to produce propylene highly selectively and continuously.

「私たちのチームは、プロピレンを非常に選択的かつ継続的に生産するために開発したフロー反応器の化学を実証しました。

This is a key advance to address the immense volume of the problem that we are facing.” Dow researchers were also involved in this work.

これは、私たちが直面している問題の膨大な量に対処するための重要な進歩です。」ダウの研究者もこの作業に関与していました。

“Dow is taking a leading role in driving a more circular economy by designing for circularity, building new business models for circular materials, and partnering to end plastic waste,” said Dow senior scientist and co-author Ivan Konstantinov.

「ダウは、循環を設計し、循環材料の新しいビジネスモデルを構築し、プラスチック廃棄物を終わらせるための提携により、より循環経済を推進する上で主導的な役割を果たしています」と、ダウの上級科学者で共著者のイヴァン・コンスタンティノフは述べています。

“As a funder of this project, we are committed to finding new ways to eliminate plastic waste and are encouraged by this approach.” Story Source: Materials provided by University of Illinois Grainger College of Engineering.

「このプロジェクトの資金提供者として、私たちはプラスチック廃棄物を排除する新しい方法を見つけることに取り組んでおり、このアプローチに奨励されています。」ストーリーソース：イリノイ大学グレインジャーエンジニアリング大学が提供する資料。