Mendaur ulang plastik memang terkenal merepotkan. Memilah berbagai jenis plastik, membersihkan sisa makanan, dan menangani kontaminasi seringkali membuat prosesnya mahal dan tidak efisien.

Namun, terobosan baru dari ahli kimia Universitas Northwestern dapat mengubah hal tersebut.

Tim ini telah mengembangkan katalis berbasis nikel berbiaya rendah yang dapat menyederhanakan, dan bahkan mungkin menghilangkan, langkah rumit pra-pemilahan sampah plastik.

Proses baru ini berfokus pada poliolefin, sejenis plastik yang mencakup polietilena dan polipropilena.

Ini adalah plastik sekali pakai yang kita temui setiap hari—botol susu, botol bumbu, bungkus camilan, botol sampo, dan kantong plastik.

Poliolefin menyumbang hampir dua pertiga dari konsumsi plastik global dan diproduksi dalam volume yang sangat besar, lebih dari 220 juta ton setiap tahun.

Meskipun jumlahnya banyak, kurang dari 10% poliolefin didaur ulang di seluruh dunia, terutama karena sifat kimianya yang sulit diatur.

Ikatan karbon-karbon yang kuat sulit dipisahkan, dan teknik daur ulang yang ada saat ini tidak efisien, boros energi, atau terbatas pada produk berkualitas rendah.

Dengan katalis nikel baru mereka, tim Northwestern menawarkan solusi yang elegan.

Katalis ini menggunakan proses yang disebut hidrogenolisis, di mana gas hidrogen dan katalis memecah plastik menjadi hidrokarbon yang lebih kecil dan bermanfaat.

Tidak seperti pendekatan tradisional yang mengandalkan logam mulia mahal seperti platinum dan paladium dan membutuhkan suhu 400–700 derajat Celcius, katalis nikel beroperasi pada suhu yang jauh lebih rendah dan dengan energi yang jauh lebih sedikit.

Katalis ini juga hanya menggunakan sebagian kecil material dibandingkan sistem berbasis nikel sebelumnya, sehingga jauh lebih praktis untuk daur ulang skala besar.

Yang membuat katalis ini benar-benar mengesankan adalah presisinya. Alih-alih memecah seluruh struktur poliolefin secara sembarangan, katalis ini secara selektif menargetkan ikatan tertentu, mengubah plastik bernilai rendah menjadi minyak dan lilin bernilai lebih tinggi.

Bahan-bahan ini dapat didaur ulang menjadi bahan bakar, pelumas, dan bahkan lilin.

Desain katalis satu sisi memungkinkannya bertindak seperti pisau bedah, alih-alih alat tumpul, sehingga proses penguraian lebih efisien dan terkendali.

Hasil yang paling mengejutkan mungkin muncul ketika tim menguji katalis tersebut dengan plastik yang terkontaminasi polivinil klorida (PVC).

PVC banyak digunakan pada pipa, lantai, dan peralatan medis, tetapi telah lama menjadi musuh bebuyutan pabrik daur ulang karena melepaskan gas korosif saat dipanaskan.

Biasanya, bahkan sejumlah kecil PVC dapat merusak seluruh tumpukan bahan daur ulang.

Para peneliti terkejut, katalis nikel tidak hanya berhasil bertahan dari kontaminasi PVC—tetapi juga bekerja lebih baik.

Bahkan dengan 25% PVC dalam campuran, prosesnya justru dipercepat, alih-alih diperlambat.

Penemuan tak terduga ini menunjukkan bahwa katalis tersebut dapat menangani sampah plastik yang tercampur dan berantakan yang biasanya berakhir di tempat pembuangan akhir.

Lebih hebatnya lagi, katalis ini dapat digunakan kembali berkali-kali melalui pengolahan yang sederhana dan murah, menjadikannya pilihan yang berkelanjutan.

“Ini bisa menjadi terobosan baru,” kata Tobin Marks, penulis senior studi tersebut.

“Jika kita bisa mendaur ulang plastik tanpa harus melalui langkah pemilahan yang mahal, kita akan memiliki cara yang jauh lebih efisien dan realistis untuk menangani tumpukan sampah plastik yang menumpuk di seluruh dunia.”