Nhựa tái chế thường kém dần sau mỗi vòng: DePoly muốn tháo PET về monomer rồi xây lại như vật liệu mới

Thay vì chỉ nung chảy và tạo hình lại PET cũ, DePoly dùng depolymerization để đưa polyester về hai nguyên liệu PTA và MEG, loại bỏ màu và tạp chất rồi đưa chúng trở lại dây chuyền sản xuất. Startup Thụy Sĩ vừa mở một showcase plant 500 tấn/năm, nhưng cơ sở này vẫn đang ở giai đoạn commissioning trước khi công nghệ được thử sức ở quy mô thương mại.

Tháng 9 28, 2026

Nhựa tái chế thường kém dần sau mỗi vòng: DePoly muốn tháo PET về monomer rồi xây lại như vật liệu mới

Một chai PET có thể được nghiền, rửa, nung chảy rồi đúc thành sản phẩm mới. Vấn đề là mỗi lần vật liệu đi qua nhiệt và lực cắt trong quá trình gia công, các chuỗi polymer có thể bị cắt ngắn hoặc biến đổi. Tạp chất, màu nhuộm và những polymer khác lẫn vào dòng rác còn khiến chất lượng recyclate khó giữ ổn định.

DePoly chọn một vòng tái chế dài hơn về mặt hóa học. Startup có nguồn gốc từ EPFL không cố giữ nguyên chuỗi PET cũ. Công ty phá chúng trở lại hai building block dùng để sản xuất PET — purified terephthalic acid (PTA) và mono-ethylene glycol (MEG) — tinh sạch chúng, rồi để ngành polymer dùng các nguyên liệu này xây PET mới.

Ý tưởng này không mới trong hóa học polymer. Điều DePoly đang phải chứng minh là một câu hỏi khó hơn: liệu depolymerization có thể xử lý những dòng rác polyester bẩn, pha trộn và có màu ở chi phí đủ thấp để cạnh tranh ngoài phòng lab hay không.

Tháng 7/2026, DePoly khánh thành Showcase Plant tại Monthey, Thụy Sĩ, với công suất đầu vào danh nghĩa khoảng 500 tấn PET và polyester mỗi năm. Đây là bước nhảy từ pilot sang một cơ sở trình diễn công nghiệp. Tuy nhiên, trạng thái hiện tại vẫn cần được gọi đúng tên: thông báo ngày 14/9 của chính DePoly cho biết quá trình commissioning đang diễn ra khi công ty chuẩn bị chuyển từ industrial demonstration sang commercial scale.

Vì sao PET tái chế cơ học không thể đơn giản quay vòng mãi?

Mechanical recycling có một lợi thế lớn: quy trình tương đối đơn giản. Nhựa được phân loại, rửa, nghiền thành flakes, sau đó nung chảy và ép đùn để tạo nguyên liệu mới. Với dòng PET sạch và được kiểm soát tốt, đây vẫn là một trong những cách tái chế hiệu quả nhất về năng lượng và chi phí.

Nhưng polymer không hoàn toàn bất biến trong quá trình đó. PET là những chuỗi phân tử dài. Nhiệt, oxygen, độ ẩm và shear trong lúc gia công có thể gây chain scission, làm giảm molecular weight; những thay đổi này tác động tới độ bền, độ nhớt nóng chảy và khả năng sử dụng vật liệu trong các ứng dụng yêu cầu cao.

Một review trên Chemical Reviews năm 2024 lưu ý rằng ngay cả với dòng polymer sạch, extrusion ở nhiệt độ cao và shear có thể gây đứt mạch hoặc branching. Tạp chất và hỗn hợp nhiều loại polymer càng làm bài toán phức tạp. Vì thế recyclate cơ học thường cần kiểm soát feedstock chặt chẽ, đôi khi được pha thêm virgin resin hoặc chuyển sang ứng dụng ít khắt khe hơn.

Điều đó không có nghĩa chemical recycling mặc nhiên tốt hơn. Cùng review này chỉ ra rằng mechanical recycling thường có lợi thế về năng lượng, phát thải và chi phí khi nó phù hợp với feedstock. Depolymerization có ý nghĩa nhất ở những dòng chất thải mà cơ học xử lý kém: màu đậm, multilayer, polyester textile pha trộn hoặc vật liệu chứa nhiều phụ gia và tạp chất.

DePoly không tái tạo hình PET — họ phá liên kết ester

PET, tên đầy đủ polyethylene terephthalate, được tạo từ các đơn vị có liên kết ester lặp lại. Đây là một khác biệt quan trọng so với các polyolefin như polyethylene hay polypropylene, vốn có backbone carbon–carbon khó tháo chọn lọc về monomer hơn.

Trong depolymerization, mục tiêu là cắt các liên kết của PET theo cách có kiểm soát để thu hồi những phân tử nhỏ có giá trị. Công nghệ của DePoly tạo ra PTA và MEG — hai nguyên liệu cơ bản mà nhà sản xuất PET vốn đã sử dụng. Sau khi được tinh sạch, chúng có thể đi vào quy trình polymerization hiện có để tạo chuỗi PET mới.

Về nguyên tắc, đây là lý do chemical recycling có thể tránh một giới hạn của mechanical recycling. Chất lượng của polymer mới không còn phụ thuộc trực tiếp vào chiều dài chuỗi của chai hoặc sợi polyester cũ, bởi chuỗi cũ đã bị tháo ra. Nếu monomer được tinh sạch đạt specification cần thiết, quá trình polymerization có thể xây lại polymer với các đặc tính tương đương nguyên liệu được sản xuất từ feedstock hóa thạch.

DePoly nói PTA và MEG tái chế của họ là các drop-in monomers có chất lượng tương đương nguyên liệu virgin. Đây là tuyên bố về sản phẩm của công ty; điểm đáng theo dõi ở giai đoạn showcase plant là độ ổn định của specification khi feedstock thay đổi liên tục ở quy mô công nghiệp.

Phần bất thường của quy trình nằm ở điều kiện phản ứng

Nhiều quy trình chemical recycling PET hiện có dựa vào glycolysis, methanolysis hoặc hydrolysis và thường cần nhiệt, áp suất hoặc lượng solvent đáng kể. DePoly tuyên bố phản ứng proprietary của họ diễn ra ở nhiệt độ phòng, không cần bổ sung áp suất và sử dụng các hóa chất thương mại phổ biến.

Công ty không công khai toàn bộ recipe — điều dễ hiểu với một công nghệ được bảo hộ bằng sáng chế — nên không thể từ website của DePoly đánh giá đầy đủ catalyst, tỷ lệ reagent, vòng tuần hoàn hóa chất hay năng lượng của các bước purification. EPFL từng mô tả phiên bản sớm của quy trình: rác PET được nghiền, trộn với các hợp chất hóa học; sau vài giờ, PET chuyển thành terephthalic acid dạng rắn và ethylene glycol dạng lỏng, trong khi một số vật liệu không phải PET còn nguyên để tách ra.

Phiên bản công nghiệp hiện tại đã thay đổi đáng kể so với giai đoạn đầu. Các nguồn công bố quanh Showcase Plant cho biết DePoly sử dụng một quá trình depolymerization được kích hoạt bằng ánh sáng và thời gian phản ứng dưới 60 phút. Nhưng vì chemistry cốt lõi vẫn proprietary, phần quan trọng nhất cần kiểm chứng ở quy mô lớn không chỉ là reaction time mà còn là toàn bộ mass balance: bao nhiêu PET trở thành PTA và MEG đạt chuẩn, bao nhiêu reagent phải bổ sung, bao nhiêu nước và năng lượng được dùng cho separation, purification và recovery.

Điểm DePoly nhắm tới là rác mà mechanical recycling không thích

Nếu chỉ xử lý chai PET trong suốt, sạch và đồng nhất, một công nghệ hóa học phức tạp phải cạnh tranh trực tiếp với một dây chuyền mechanical recycling đã được tối ưu qua nhiều năm. DePoly vì thế tập trung vào phần feedstock khó hơn.

Công ty cho biết quy trình có thể nhận PET và polyester chưa được rửa, chưa phân loại hoàn toàn, bao gồm packaging có màu, textile và hỗn hợp chứa những vật liệu khác. Đối với quần áo polyester pha cotton, lợi thế lý thuyết còn rõ hơn: nếu chỉ PET bị depolymerize trong điều kiện nhẹ, cellulose của cotton có thể được giữ lại thay vì bị phá hủy cùng polymer tổng hợp.

Khả năng loại màu cũng quan trọng. Màu nhuộm nằm trong một chai hoặc sợi polyester có thể trở thành vấn đề khi chỉ nung chảy lại vật liệu. Depolymerization tạo một điểm tách khác: monomer có thể được purification trước khi polymer được xây lại, cho phép đưa vật liệu đầu ra trở về những ứng dụng có yêu cầu cao hơn thay vì mặc định downcycle.

Nhưng “có thể xử lý feedstock hỗn hợp” không đồng nghĩa mọi loại nhựa đều được tái chế thành monomer. Công nghệ hiện tại của DePoly tập trung vào PET và polyester. Những thành phần khác có thể được tách ra, nhưng chúng vẫn cần con đường xử lý riêng.

500 tấn/năm đủ lớn để học vận hành, chưa đủ để chứng minh economics

Showcase Plant ở Monthey có công suất đầu vào danh nghĩa khoảng 500 tấn mỗi năm. So với một thí nghiệm kilogram hoặc pilot nhỏ, đây là quy mô đủ để DePoly sản xuất hàng tấn nguyên liệu, chạy feedstock từ khách hàng thật và thu thập dữ liệu về corrosion, fouling, separation, chất lượng sản phẩm cũng như độ ổn định của thiết bị.

Nhưng 500 tấn/năm vẫn nhỏ so với thị trường PET công nghiệp. Cơ sở này được DePoly mô tả như blueprint cho nhà máy thương mại đầu tiên, chứ không phải bằng chứng rằng economics đã được giải quyết. Kế hoạch được công bố cho bước tiếp theo là một plant khoảng 50.000 tấn/năm — lớn hơn hai bậc độ lớn — với địa điểm dự kiến được công bố trong nửa đầu năm 2027.

Scale-up hóa học không tuyến tính. Reactor lớn hơn thay đổi truyền khối và truyền nhiệt; separation và purification thường chiếm phần lớn chi phí vốn lẫn năng lượng; feedstock rác thực tế còn biến thiên theo từng lô. Một quy trình chạy tốt ở 500 tấn/năm vẫn phải chứng minh uptime, yield, chất lượng monomer, chi phí reagent và khả năng thu hồi solvent hoặc hóa chất khi tăng lên hàng chục nghìn tấn.

“Virgin-quality” không tự động có nghĩa là footprint thấp hơn

DePoly công bố rằng PTA từ Showcase Plant có thể giảm phát thải tới 75% so với PTA virgin. Con số này nên được đọc cùng điều kiện của nó: số liệu do công ty công bố, và tài liệu liên quan ghi rõ phép tính có bao gồm credit cho việc tránh incineration chất thải.

Đây là lý do đánh giá recycling không thể chỉ nhìn vào chất lượng đầu ra. Nếu mechanical recycling có thể xử lý một dòng PET sạch với ít năng lượng hơn, việc đưa toàn bộ lượng PET đó qua depolymerization chưa chắc là lựa chọn môi trường tối ưu. Ngược lại, với textile pha trộn, packaging nhiều lớp hoặc PET bẩn vốn dễ bị đốt hay chôn lấp, chemical recycling có thể tạo thêm một vòng vật liệu mà mechanical recycling khó thực hiện.

Thước đo quan trọng với DePoly vì thế không phải chỉ là “có tạo được PET như mới hay không”. Công nghệ phải chứng minh ba thứ cùng lúc: monomer đạt specification ổn định, quy trình có economics ở quy mô thương mại và footprint toàn hệ thống đủ tốt so với lựa chọn thay thế cho cùng loại rác.

Từ tháo polymer đến một vòng PET thực sự khép kín

DePoly đã đi xa hơn một chemistry demonstration. Startup được thành lập năm 2020 bởi Samantha Anderson, Bardiya Valizadeh và Christopher Ireland, sau công trình tại EPFL; công ty đã vận hành pilot từ năm 2021, xây Showcase Plant và bắt đầu bước sang commissioning công nghiệp.

Điểm kiểm chứng tiếp theo sẽ không còn nằm trên bàn lab. Nếu Monthey có thể chạy ổn định với feedstock biến thiên và cung cấp PTA, MEG đủ nhất quán để khách hàng đưa thẳng vào dây chuyền polymerization, DePoly sẽ có dữ liệu cần thiết cho bước scale 50.000 tấn/năm.

Khi đó, câu hỏi “nhựa tái chế có phải kém hơn nhựa mới?” có thể được tách thành hai câu khác nhau. Với mechanical recycling, polymer cũ được giữ càng nguyên vẹn càng tốt qua mỗi vòng. Với depolymerization, mục tiêu là chấp nhận phá chuỗi cũ hoàn toàn — rồi chỉ giữ lại những building block đủ sạch để xây một chuỗi mới.