놀랄만 한 방식의 플라스틱이 실제로 기후 변화에 대처할 수 있음

놀랄만 한 방식의 플라스틱이 실제로 기후 변화에 대처할 수 있음
오늘날 플라스틱의 99 퍼센트는 석유에서 발생하지만 새로운 바이오 기반 옵션이 출시되고 있습니다.
벡터 시장, Freepik 및 찢음에 의하여 아이콘, CC BY

차, 전화, 음료수 병 및 신발에는 공통점이 있습니까? 그들은 모두 석유로 만들어졌습니다. 이 재생 불가능한 자원은 폴리머라고 불리는 다용도의 화학 물질로 처리됩니다. 위에 매년 5 10 억 갤런의 석유 플라스틱만으로 전환됩니다.

폴리머는 지난 수십 년 동안 많은 중요한 발명품 뒤에 있습니다. 3D 인쇄. 자동차에서 건축, 가구에 이르기까지 응용 분야에 사용되는 소위 "엔지니어링 플라스틱"은 우수한 특성을 가지며 환경 문제를 해결하는 데 도움이됩니다. 예를 들어, 엔지니어링 플라스틱 덕분에, 차량은 이제 더 가벼워졌습니다., 그래서 그들은 더 좋은 연료 주행 거리를 얻는다. 그러나 사용 횟수가 증가함에 따라, 플라스틱에 대한 수요도 그렇게되고있다.. 세계는 이미 매년 300 백만 톤 이상의 플라스틱을 생산합니다. 숫자는 2050의 6 배가 될 수 있습니다.

석유 플라스틱은 근본적으로 그렇게 나쁘지는 않지만 놓친 기회입니다. 다행히도 대안이 있습니다. 석유 기반의 폴리머에서 생물학적 기반의 폴리머로 전환하면 매년 수억 톤의 탄소 배출량을 줄일 수 있습니다. 바이오 기반 폴리머 는 재생 가능하고보다 환경 친화적 인 생산품 일뿐만 아니라 실제로 탄소 흡수원으로 작용하여 기후 변화에 실질적으로 유익한 효과를 나타낼 수 있습니다. 그러나 모든 바이오 폴리머가 평등하게 만들어지는 것은 아닙니다.

바이오 플라스틱은 이미 대기 중 이산화탄소로부터 탄소를 얻으므로 오일 드릴링에 의존하지 않습니다. (플라스틱이 실제로 기후 변화에 대처할 수있는 놀라운 방법)바이오 플라스틱은 이미 대기 중 이산화탄소로부터 탄소를 얻으므로 오일 드릴링에 의존하지 않습니다. QiuJu Song / Shutterstock.com

분해성 바이오 폴리머

당신은 "바이오 플라스틱"이전에는 특히 일회용기구로 -이 플라스틱은 기름 대신에 식물에서 파생되었습니다. 이러한 바이오 폴리머는 사탕 수수, 사탕무 또는 옥수수에서 가장 자주 설탕을 공급하여 정제되고 화학적으로 연결되어 다양한 성질을 갖는 고분자를 형성 할 수있는 전구체 분자를 생산하는 미생물에 공급된다.

식물 유래 플라스틱은 두 가지 이유로 환경에 더 좋습니다. 첫째, 식물 기반 플라스틱을 제조하는 데 필요한 에너지가 크게 감소합니다. 80 퍼센트만큼. 석유 파생 플라스틱 1 톤당 2에서 3 톤의 CO₂가 발생하지만, 이는 바이오 폴리머 1 톤당 CO2 당 0.5 톤으로 줄일 수 있으며 그 과정은 점점 나아지고 있습니다.

둘째, 식물성 플라스틱은 생분해 될 수 있으므로 매립지에 축적되지 않습니다.


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플라스틱 포크와 같은 일회용품이 생분해되는 것은 좋지만 때로는 수명이 더 중요 할 수도 있습니다. 자동차의 대시 보드가 시간이 지남에 따라 서서히 버섯 더미로 변하는 것을 원치 않을 것입니다. 많은 다른 응용 분야에서는 건설 자재, 의료 기기 및 가전 제품과 같은 유형의 탄력성이 필요합니다. 생분해 성 바이오 폴리머는 재활용 할 수 없기 때문에 더 많은 식물을 재배하고 수요를 충족시키기 위해 지속적으로 가공해야합니다.

탄소 저장 용 바이오 폴리머

플라스틱은 원료와 상관없이 주로 탄소로 만들어져 있습니다. - 약 80 퍼센트. 석유 유래 플라스틱은 화석 연료를 태우는 것과 같은 방법으로 이산화탄소를 배출하지 않지만이 액체상의 오염 물질의 과잉을 차단하는 데 도움이되지 않습니다. 액체 오일의 탄소는 단순히 고체 플라스틱으로 전환됩니다.

바이오 폴리머는 다른 한편으로는 식물 유래광합성을 이용하여 이산화탄소, 물 및 햇빛을 당으로 전환시킵니다. 이 설탕 분자가 바이오 폴리머로 전환되면 탄소가 효과적으로 잠겨있다. 대기로부터 - 생분해되거나 소각되지 않는 한. 바이오 폴리머가 매립 될지라도, 그들은 여전히이 탄소 저장 역할을 할 것입니다.

CO2는 28 퍼센트 탄소에 불과하다. 무게, 그래서 폴리머는이 온실 가스를 저장하는 거대한 저장고를 구성합니다. 현재 전세계 300 백만 톤의 폴리머가 비 생분해 성 및 바이오 기반이었던 경우, 이것은 억새 톤의 10 억 톤 - 이산화탄소의 2.8 퍼센트에 해당합니다. 현재 전세계 배출. 에 최근 보고서, 기후 변화에 관한 정부 간 패널은 기후 변화를 완화하기위한 핵심 전략으로 탄소를 포착, 저장 및 재사용하는 것을 개괄했다. 바이오 기반 폴리머는 지구 온난화를 20 섭씨로 제한하기 위해 필요한 이산화탄소 제거의 1.5 %까지 중요한 공헌을 할 수 있습니다.

비 분해성 바이오 폴리머 시장

현재의 탄소 격리 전략 지질 학적 저장 이산화탄소 배출 지하 또는 재생 농업 토양에 더 많은 탄소를 저장하고 원하는 결과를 이끌어내는 정책에 크게 의지한다.

이것이 기후 변화 완화의 중요한 메커니즘이지만, 바이오 폴리머 형태의 탄소 격리는 다른 운전자, 즉 돈을 활용할 잠재력을 가지고 있습니다.

가격만을 고려한 경쟁은 바이오 폴리머 분야에서는 도전 과제 였지만 초기 성공 침투력이 커짐을 보여줍니다. 한 가지 흥미 진진한면은 현재 석유 유래 고분자에서 발견되지 않은 새로운 화학 물질에 접근 할 수있는 능력입니다.

페트병 병은 최대 몇 번만 재활용 할 수 있습니다. (플라스틱이 실제로 기후 변화에 대처할 수있는 놀라운 방법)페트병 병은 최대 몇 번만 재활용 할 수 있습니다. 한스 / 픽사 베이, CC BY

재활용 가능성 고려. 전통적인 고분자는 거의 없습니다. 진정으로 재활용 할 수있는. 이러한 재료는 실제로 다운 사이클링되는 경우가 대부분이며, 이는 건축 자재와 같은 가치가 낮은 분야에만 적합하다는 의미입니다. 그러나 유전 공학 및 효소 공학의 도구 덕분에 완전한 재활용 성 - 같은 응용 분야에서 반복적으로 사용할 수있는 물질 - 처음부터 바이오 중합체로 설계 할 수 있습니다.

오늘의 바이오 폴리머 은 유산균 (lactic acid)의 락토 바실러스 (Lactobacillus) 생산과 같은 특정 종의 박테리아의 천연 발효 산물을 기반으로합니다. 산성 맥주에서 타르트 니스를 제공하는 동일한 제품입니다. 이러한 것들이 좋은 첫 걸음을 내딛는 반면, 신흥 연구에 따르면 바이오 폴리머의 진정한 다양성은 앞으로 다가올 수있게 될 것이라고합니다. 덕분에 현대적인 능력으로 단백질을 가공하고 DNA를 변형시킨다., 바이오 폴리머 프리 커서의 맞춤 설계가 이제 도달했다. 이를 통해 오늘날의 이산화탄소가보다 유용하고 가치있는 형태로 존재할 수있는 새로운 폴리머의 세계가 가능해질 것입니다.

비행기는 폴리머로 만들어지기 시작합니다. 바이오 폴리머는 다음 단계입니다. (플라스틱이 실제로 기후 변화에 대처할 수있는 놀라운 방법)비행기는 폴리머로 만들어지기 시작합니다. 바이오 폴리머는 다음 단계입니다. Eric Salard / 위키 미디어 커먼즈, CC의 BY-SA

이 꿈이 현실화되기 위해서는 더 많은 연구가 필요합니다. 초기 예제가 오늘 여기에 있지만 - 부분적으로는 바이오 기반 코카콜라 PlantBottle - 가장 유망한 많은 새로운 바이오 폴리머를 얻는 데 필요한 생체 공학은 아직 연구 단계에 있습니다. 탄소 섬유에 대한 재생 가능한 대안 자전거에서부터 풍력 터빈 블레이드에 이르기까지 모든 분야에 사용될 수 있습니다.

탄소 격리를 지원하는 정부 정책 또한 입양을 촉진하는 데 도움이됩니다. 이러한 종류의 지원으로 향후 5 년 후 곧바로 탄소 저장으로 바이오 폴리머를 상당 부분 사용하는 것이 가능합니다. 기후 위기 해결에 크게 기여할 수있는 가능성이있는 일정표입니다.대화

저자 정보

Joseph Rollin, Bioenergy의 박사후 연구원, 국립 신 재생 에너지 연구소 Jenna E. Gallegos, 화학 및 생물 공학 박사후 연구원, 콜로라도 주립 대학

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