Mỹ phát triển một chất xúc tác giúp tái chế nhựa không cần phân loại, giảm thiểu ô nhiễm

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Northwestern (Mỹ) cho biết, phát minh này, được công bố trên tạp chí Nature Chemistry vào ngày 2/9/2025, hứa hẹn sẽ cách mạng hóa ngành tái chế nhựa, giảm thiểu ô nhiễm và tiết kiệm chi phí vận hành.

Nhựa polyolefin như PE và PP chiếm gần hai phần ba lượng nhựa toàn cầu, được sử dụng rộng rãi trong bao bì thực phẩm, đồ gia dụng và các sản phẩm tiêu dùng một lần. Tuy nhiên, tỷ lệ tái chế của chúng rất thấp, chỉ khoảng 1–10% theo một nghiên cứu năm 2023. Một trong những nguyên nhân chính là khâu phân loại rác nhựa phức tạp và tốn kém, vì mỗi loại nhựa có tính chất và nhiệt độ nóng chảy khác nhau. Việc lẫn tạp chất như thức ăn thừa, nhựa khác loại hoặc vật liệu không phải nhựa có thể gây hỏng toàn bộ lô tái chế.

Nhóm nghiên cứu tại Northwestern đã phát triển một chất xúc tác organonickel, có khả năng phân hủy chọn lọc các liên kết C–C trong nhựa polyolefin, đặc biệt là PE và PP. Quá trình này sử dụng khí hydro và chất xúc tác gốc nickel để phân hủy nhựa mà không cần phân loại trước. Kết quả là nhựa rắn giá trị thấp được chuyển thành dầu và sáp lỏng, có thể được tái chế thành các sản phẩm có giá trị cao hơn như chất bôi trơn, nhiên liệu và nến.

Rác thải nhựa gây ra không ít hệ lụy cho môi trường và sức khỏe con người. Ảnh minh họa

Điều đặc biệt là chất xúc tác này có thể hoạt động hiệu quả ngay cả khi nhựa bị nhiễm PVC (polyvinyl clorua), một nguyên liệu độc hại khiến các loại nhựa khác trở nên "không thể tái chế". PVC giải phóng khí hydro clorua khi phân hủy, có tính ăn mòn cao, làm ngưng hoạt tính của chất xúc tác. Tuy nhiên, với chất xúc tác organonickel, việc bị nhiễm PVC lại khiến chất xúc tác hoạt động mạnh hơn trong quá trình tái chế. Ngay cả khi tỷ lệ trộn lẫn PVC ở mức 25%, hiệu suất tái chế vẫn được cải thiện đáng kể.

Trước đây, các phương pháp tái chế nhựa hóa học thường yêu cầu nhiệt độ cao và sử dụng chất xúc tác quý như platinum hoặc palladium, dẫn đến chi phí cao và tiêu tốn nhiều năng lượng. Trong khi đó, nickel là nguyên liệu dồi dào, giá rẻ và sẵn có trên thị trường. Chất xúc tác organonickel mới này chỉ cần áp suất khí hydro bằng một nửa so với các chất xúc tác gốc nickel khác, lượng hóa chất sử dụng ít hơn 10 lần, trong khi hoạt tính cao gấp 10 lần.

Ngoài ra, chất xúc tác organonickel có thể tái sử dụng nhiều lần mà không mất hiệu suất, giúp giảm chi phí vận hành và bảo vệ môi trường. Quá trình tái chế cũng tiết kiệm năng lượng hơn so với phương pháp nung chảy nhựa truyền thống.

Phát minh này mở ra cơ hội tái chế nhựa hiệu quả hơn, giảm thiểu ô nhiễm và tiết kiệm chi phí. Các nhà khoa học hy vọng công nghệ này sẽ được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp nhựa, giúp giảm lượng nhựa thải ra môi trường và thúc đẩy nền kinh tế tuần hoàn.

Ngoài ra, việc phát triển chất xúc tác organonickel cũng góp phần vào nghiên cứu về hóa học xanh, hướng tới việc sử dụng nguyên liệu tái tạo và giảm thiểu chất thải trong sản xuất. Đây là bước tiến quan trọng trong việc xây dựng một nền công nghiệp bền vững và thân thiện với môi trường.

Với những ưu điểm vượt trội và tiềm năng ứng dụng rộng rãi, chất xúc tác organonickel hứa hẹn sẽ là giải pháp hiệu quả cho vấn đề tái chế nhựa hiện nay. Các nhà nghiên cứu tại Northwestern đang tiếp tục hoàn thiện công nghệ này để đưa vào sản xuất thực tế trong thời gian tới.

Liên quan tới việc tái chế nhựa, hiện nay Việt Nam đã và đang nỗ lực giảm ô nhiễm nhựa thông qua các chiến lược tái chế, tái sử dụng và phân loại rác thải từ nguồn, song vẫn đối mặt với thách thức về tài chính, công nghệ và chính sách. Dù tỷ lệ tái chế hiện còn thấp (khoảng 27% trong tổng số 1,8 triệu tấn rác thải nhựa phát sinh mỗi năm), Việt Nam đã có những cam kết mạnh mẽ và các chính sách thúc đẩy kinh tế tuần hoàn, đặt mục tiêu giảm thiểu đáng kể lượng nhựa rò rỉ ra môi trường vào năm 2030. 

Theo tính toán của Tổ chức Tài chính Quốc tế (IFC) và Ngân hàng Thế giới, ước tính Việt Nam lãng phí gần 3 tỷ USD mỗi năm vì không tái chế hết rác thải nhựa từ sinh hoạt.

Theo các chuyên gia, là một quốc gia đang phát triển, Việt Nam cần thời gian để “thích nghi” với những quy định, tiêu chuẩn trong tương lai. Song bên cạnh đó, Việt Nam cũng cần tính toán đến những cái sản phẩm thay thế đồ nhựa dùng một lần, đảm bảo tính khả thi cả về công nghệ và kinh tế. Thiết lập thêm cơ sở hạ tầng để xử lý các sản phẩm nhựa sau khi thải bỏ, đảm bảo không gây trầm trọng thêm ô nhiễm môi trường.

Doanh nghiệp phải thực sự chủ động chuyển đổi mô hình sản xuất sang hướng xanh và bền vững hơn, nắm bắt thời cơ để tham gia vào không gian của kinh tế tuần hoàn mà Nhà nước đang nỗ lực kiến tạo. Người dân nâng cao nhận thức và thực sự thay đổi hành vi, vì một tương lai bền vững hơn.

An Dương (T/h)