Các nhà khoa học thuộc miền trung nước Nga đã nghiên cứu và đưa vào ứng dụng công nghệ tái chế nhựa cho phép biến rác nhựa thành nguyên liệu đầu vào để thu hồi xăng, dầu và than bán cốc.

Giải pháp cốt lõi của phương pháp này là công nghệ nhiệt phân trong môi trường yếm khí. Khi đó rác nhựa được đốt nóng lên đến nhiệt độ cao nhất định, các kết cấu nhựa bị phân rã chuyển thành dạng khí. Khí này được làm lạnh ngưng tụ thành chất lỏng dầu, sau đó thu được xăng dầu theo yêu cầu. Các thành phần chất rắn được kết tinh lại trong quá trình nhiệt phân là than chất lượng cao gọi là than bán cốc.

Trong quá trình ngưng tụ, khí không xử lý hết được dẫn ra ngoài và quay vòng trở lại để làm nhiên liệu đốt vận hành hệ thống xử lý rác mà không phải dùng điện hay các nguồn năng lượng khác. 

Một ưu việt nữa của công nghệ này là tổ hợp lò nhiệt phân không thải ra môi trường bất kỳ chất độc hại nào, nên được gọi là công nghệ sạch, thân thiện môi trường. 

Khảo sát của các nhà khoa học thuộc Viện Khoa học Vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam cho thấy, với công suất xử lý khoảng 7 tấn nhựa một ngày, hệ thống thiết bị cần đầu tư gần 7 tỷ đồng. Sau xử lý sẽ thu hồi được 3 tấn xăng, dầu và 2,5 tấn than bán cốc. 

Dung dịch dầu thu hồi là FO và diesel đạt chất lượng, có thể dùng ngay. Với xăng sẽ cần thêm một thiết bị phụ trợ để xử lý thành xăng tiêu chuẩn EURO 4 và EURO 5. Thiết bị này được cho là không quá đắt.

Hệ thống xử lý rác thải nhựa để thu hồi xăng dầu của các nhà khoa học Nga. Ảnh: Đình Khang.

Trước đó năm 2016, nhà hóa học người Trung Quốc Zhibin Guan, Đại học California cùng Viện hóa học hữu cơ Thượng Hải (Trung Quốc) từng sử dụng chất xúc tác hóa học để phân giải nhựa.

Các nhà khoa học này đã tìm cách tách nguyên tử hydro trong hợp chất, khiến các nguyên tử carbon buộc phải liên kết với nhau. Trong quá trình liên kết, chất xúc tác tiếp tục bẻ gãy khiến carbon liên kết với hydro. Quá trình này lặp lại liên tục, giúp các nhà khoa học thay đổi được cấu trúc của polyethylene tạo thành dầu diesel và xăng.

Còn ở Việt Nam, Trung tâm Nghiên cứu công nghệ Lọc hóa dầu, Đại học Bách khoa TP HCM từng nghiên cứu công nghệ nhiệt phân nhựa và cao su ở nhiệt độ cao thành dạng khí rồi ngưng tụ, tách lấy dầu FO.

Phương pháp được nhóm nghiên cứu sử dụng là nhiệt phân nhựa, cao su phế thải ở nhiệt độ cao thành dạng khí rồi ngưng tụ. Lượng dầu thu được sẽ được tách ra nhờ đặc tính nổi trên nước của dầu.

Hệ thống này cho phép chuyển hóa tối đa 60-70% khối lượng cao su, nhựa thải thành dầu FO sử dụng làm nhiên liệu đốt lò trong công nghiệp nồi hơi, lò nung, lò đốt dạng bay hơi, dạng ống khói hoặc cho các loại động cơ đốt trong của tàu biển...

Dù có nhiều giải pháp công nghệ được các nhà khoa học công bố, song việc ứng dụng vào thực tế ở Việt Nam còn hạn chế và rác thải nhựa vẫn là vấn đề nhức nhối.

Thống kê của các nhà khoa học, mỗi năm thế giới thải ra đại dương nửa triệu tấn rác nhựa. Việt Nam được xếp vào tốp đầu những nước thải nhiều rác nhựa ra biển ở châu Á, xếp thứ tư sau Trung Quốc, Thái Lan và Philipines. Trên đất liền rác nhựa cũng chiếm một phần không nhỏ trong rác thải sinh hoạt hàng ngày. Các nghiên cứu cho thấy, rác nhựa tồn tại trong tự nhiên phải 400 năm mới tự phân hủy.