Kemija i kuhinja nerazdruživo su povezane. To ne govorim zato da ukažem na ponašanje nekih mojih kolega kemičara koji svojim zakonitim suprugama ne daju prati suđe (niti se uzdaju u suđericu) nego ga peru sami – jer suđe treba biti (valjda) onako čisto kao ono njihovo u laboratoriju, oprano kromsumpornom kiselinom. To sam rekao prije svega zato što se prisjećam povijesti kemije. Prvi uređaj za destilaciju (diqaru), otkopan u drevnom Sumeru, nije bio ništa drugo nego bakreni lonac s poklopcem te širokim obrubom u kojem se sakupljao destilat. Vodena kupelj, koja služi za pripremu osjetljivih krema i sosova, zove se bain marie – Marijina kupelj. Zašto baš tako? Zove se tako po Mariji Židovki, prvoj poznatoj (al)kemičarki, koja je živjela je u Egiptu u vrijeme helenizma. Ona ju je izumila.

Tako je bilo i s mikrovalnom pećnicom. To se čudo tehnike prvo pojavilo u kuhinji, a tek potom u kemijskom laboratoriju. Zašto ovo drugo? Brzina i tok kemijskih reakcija umnogome ovise o uvjetima, a to su prije svega koncentracija i temperatura. Upravo mikrovalna pećnica osigurava jednaku temperaturu u čitavoj reakcijskoj smijesi, mnogo bolje i od najbolje mješalice. Kada kemčari tako griju svoje tikvice i epruvete, reakcije im idu novim, povoljnijih smjerovima.

Tu počinje naša priča. Poli(etilen-tereftalat), PET, je vrlo čest polimer, to je naime onaj polimer od kojeg se izrađuju „polietilenske“ plastične boce. PET je poliester: kemijski spoj dvovalentne tereftalne kiseline, H₂Tp, i dvovalentnog alkohola etilenglikola, (CH₂OH)₂. Strukturu tereftalne kiseline možemo najjednostavnije opisati kao benzenski prsten na koji su vezane dvije karboksilne skupine u najudaljenijem, para ili 1,4-položaju,  C₆H₄(COOH)₂. Ta kiselina nije ni po čemu posebna. Kiselina k'o kiselina. No njezinom se kopolimerizacijom s etilenglikolom dobiva PET, vrlo vrijedan materijal, no i vrlo nezgodan otpad. Što s njime činiti? Odgovor je: pretvoriti ga opet u ono od čega je nastao, u etilenglikol i tereftalnu kiselinu. I još više: od tereftalne kiseline napraviti materijal za proizvodnju litij-ionskih baterija, točnije njihovih anoda.

Kemičari su se mučili na sto načina kako da od PET dobiju H₂Tp. Reakcija je jednostavna, jer riječ je o istoj reakciji (saponifikaciji) kojom se od masti dobiva sapun, no uvjeti za nju su daleko od svake jednostavnosti. Podvrgavali su PET visokim tlakovima i temperaturama, isprobavali ovakve i onakve katalizatore. A onda – Kolumbovo jaje! – sve se može napraviti u mikrovalnoj pećnici – i to samo u dvije minute.

Postupak koji je nedavno objavljen u časopisu Američkog kemijskog društva (American Chemical Society ) ACS Sustainable Chemical Engineering sasvim je jednostavan. U 50 mililitara etilenglikola (ne vode!) stavi se 9,6 grama usitnjenog polimera (PET) te četiri grama natrijeva hidroksida. Sve se to potom grije u mikrovalnoj pećnici, dvije minute – i evo ga! Talog koji je nastao reakcijom nije ništa drugo nego talog natrijeva tereftalata, Na₂Tp, natrijeve soli tereftalne kiseline.

Kada se natrijev tereftalat pomiješa s ugljikom za elektrode  (Super-P carbon) i vezivom u omjeru 5:4:1 dobiva se kompozitni materijal (Na₂Tp-SP) za izradu anoda, kako natrij-ionskih (NIB)  tako i litij-ionskih (LIB) baterija. Riječ je o tome da ioni natrija, Na⁺, leže između molekula tereftalatnog aniona (Tp^2-) dok benzenski prsten veže dva atoma litija ili natrija, ovisno o vrsti baterije (LIB ili NIB).  Drugim riječima, nastaje kompleks Na₂M₂Tp, gdje M može biti Li ili Na. Sve se to čini kompliciranim, no to je zapravo isti proces kojim veže litij i obična, grafitna litij-ionska baterija, baterija čija je anoda načinjena samo do super P-ugljika (SP). I u njoj se atomi litija vežu za benzenske (aromatske) prstene, samo se u njoj prsteni nalaze unutar beskrajne heksagonske mreže u kristalnoj rešetci grafita.

 A što kažu mjerenja? Anoda Na₂Tp-SP za natrij-ionsku bateriju pokazala se boljom od anode napravljene samo od ugljika (SP). Za litij-ionsku bateriju obje su elektrode podjednako dobre. No to nije najvažnije, nije najvažnije dobiti bolju elektrodu. Najvažnije je zbrinuti plastični otpad i još ga pretvoriti u nešto bolje nego što je bio (ne recycling nego upcycling). A to bolje jesu anode za litij-ionske, a možda i za neke buduće natrij-ionske baterije.

Nenad Raos, rođen 1951. u Zagrebu, je kemičar, doktor prirodnih znanosti i znanstveni savjetnik u trajnome zvanju, sada u mirovini. Autor je i koautor više od stotinu znanstvenih i stručnih radova iz područja bioanorganske i teorijske kemije, molekularnog modeliranja te povijesti kemije i komunikacijskih vještina u znanosti. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti.  Sada piše za Čovjek i svemir te  mrežne stranice Zg-magazin i, naravno, BUG online. Sedam je godina bio glavni i tehnički urednik časopisa Priroda,  a danas je urednik rubrike Kemija u nastavi u časopisu Kemija u industriji. Koautor je dva sveučilišna udžbenika i autor 13 znanstveno-popularnih knjiga. Nagrađen je Državnom godišnjom nagradom za promidžbu i popularizaciju znanosti 2003. godine.