پلاستیک در زندگی روزمره ما اجتناب‌ناپذیر است. با این حال، مقادیر زیادی زباله‌های پلاستیکی انباشته شده در محل‌های دفن زباله و محیط زیست، به همان اندازه که پلاستیک‌ها مفید هستند، مشکل ساز هستند.
در مجله Angewandte Chemie، یک تیم تحقیقاتی آلمانی اکنون روش جدیدی را برای بازیافت زباله‌های پلی‌استایرن معرفی کرده است. فرآیند الکتروشیمیایی کارآمد آنها از یک کاتالیزور آهن ارزان قیمت استفاده و هیدروژن را به عنوان یک محصول جانبی تولید می‌کند و می‌تواند توسط پنل‌های خورشیدی تامین شود.
کمتر از 10 درصد پلاستیک تولید شده در جهان بازیافت می‌شود. زباله‌های پلاستیکی در محل‌های دفن زباله و آبراه‌ها انباشته می‌شوند و حیات وحش و محیط زیست را تهدید می‌کنند. پیش‌بینی می‌شود تا سال 2025 این توده پلاستیک به 40 میلیارد تن برسد.
در سطح جهان، حدود 33 درصد از مواد ته‌نشین شده در محل‌های دفن زباله، از پلی‌استایرن (PS) تشکیل شده است که به طور گسترده در بسته‌بندی و ساخت و ساز استفاده می‌شود. تنها حدود 1 درصد پلی‌استایرن بازیافت می‌شود. ظرفیت تولید جهانی پلی‌استایرن در سال 2022 به 15.4 میلیون تن رسید و همچنان در حال افزایش است.
بازیافت پلاستیک، به ویژه پلی‌استایرن، یکی از بزرگترین چالش‌های اجتماعی زمان ما است. روش‌های بازیافت کارآمد و مقرون‌به‌صرفه که زباله‌های پلاستیکی را به مولکول‌های کوچک ارزشمندی تبدیل می‌کنند که می‌توانند در سنتزهای شیمیایی استفاده شوند، گامی به سوی اقتصاد کربن چرخشی پایدار خواهد بود.
تیمی به رهبری لوتز آکرمن در موسسه تحقیقاتی فریدریش ولر برای شیمی پایدار در گوتینگن (آلمان) اکنون یک روش الکتروکاتالیستی برای تجزیه کارآمد پلی‌استایرن‌ها ایجاد کرده‌اند. این روش میزان نسبتا بالایی از محصولات بنزوئیل مونومر را تولید می‌کند که می‌توانند به عنوان مواد اولیه برای فرآیندهای شیمیایی و همچنین برخی زنجیره‌های پلیمری کوتاه استفاده شوند.
کلید این موفقیت یک کاتالیزور قدرتمند مبتنی بر آهن است، یک کمپلکس پورفیرین آهن که شبیه هموگلوبین است. مزیت آن نسبت به بسیاری دیگر از فلزات فعال کاتالیزوری این است که آهن غیر سمی و ارزان است و آسان به دست می‌آید.
در طی واکنش الکتروکاتالیستی، ترکیب آهن بین مراحل مختلف اکسیداسیون (IV، III و II) چرخ می‌زند. مجموعه‌ای از مراحل واکنش و محصولات میانی در نهایت منجر به شکافتن پیوندهای کربن-کربن در ستون پلیمری می‌شود. محصولات اصلی، بنزوئیک اسید و بنزآلدئید هستند. بنزوئیک اسید یک ماده اولیه برای انواع سنتزهای شیمیایی در تولید عطرها و مواد نگهدارنده است.
استحکام این الکتروکاتالیز جدید با تخریب کارآمد ضایعات پلاستیکی واقعی در مقیاس گرم نشان داده شد. این فرآیند تخریب پلی‌استایرن می‌تواند به طور کامل با برق از صفحات خورشیدی موجود در بازار تامین شود. علاوه بر این، یک واکنش جانبی مفید در طول فرآیند تخریب رخ می‌دهد: تولید هیدروژن.
به این ترتیب، فرآیند الکتروکاتالیستی جدید، که به راحتی می‌تواند به سطح صنعتی تبدیل شود، بازیافت پلاستیک کارآمد را با تولید هیدروژن سبز و غیرمتمرکز ترکیب می‌کند.