北京
該工藝省去了回收前對塑料廢物進行分揀這一昂貴且費力的步驟，解決了塑料最終被填埋或焚燒的主要難題。
一項名為堿性熱處理（ATT）的工藝經測試，可將混合塑料廢物轉化為高純度氫氣燃料。
來自加州大學洛杉磯分校薩穆埃利工程學院和韓國梨花女子大學的研究人員開展了這項新研究。該工藝省去了回收前對塑料廢物進行分揀這一昂貴且費力的步驟。
這種單反應器方法成功處理了三種最常見且最難回收的塑料混合物：聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）。
“我們正在同時解決兩個緊迫的全球性問題，”加州大學洛杉磯分校薩穆埃利學院羅納德和瓦萊麗·休格院長、化學與生物分子工程學教授 Ah-Hyung “Alissa” Park 表示。
“塑料廢物正以驚人的速度累積，而清潔氫氣對于能源脫碳至關重要。這項技術以一種富有創(chuàng)意且可規(guī)模化的方式同時應對了這兩大挑戰(zhàn)，”這位共同通訊作者補充道。
混合塑料處理
看看你的周圍。你桌上的水瓶、食品儲藏室里皺巴巴的購物袋、汽車上光滑的儀表盤，都有一個共同的缺點。一旦你把它們扔掉，這些廢物幾乎不可能作為單一品類進行回收。
全球回收領域一個長期存在的難題是，在處理前需要耗費大量人力按類型分揀塑料。這導致 79% 的塑料廢物最終被填埋，另有 12% 被焚燒，造成大氣污染。只有 9% 的塑料能獲得第二次生命。
但這項新研究克服了這一挑戰(zhàn)。團隊展示了一種化學技術，將世界上三種最常見的塑料混合成一種雜亂、未經分揀的大雜燴，然后將其轉化為氫氣燃料。有趣的是，這種方法在過程中不釋放一絲一毫的二氧化碳。
堿性熱處理利用熱量引發(fā)氫氧化鈉與有機物之間的反應，從而生成氫氣燃料。
該技術最初是為從海洋生物質（如海藻）中提取氫氣燃料而設計的。研究人員想知道，相同的原理是否能化解我們日益嚴重的塑料問題。
雖然塑料瓶（PET）在這一過程中很容易分解，但購物袋（PE）和食品容器（PP）由于含有高度穩(wěn)定、難以破壞的碳氫鍵，從而抵抗了化學侵蝕。
為了攻破這種化學防御，研究人員引入了熱氧化預處理。在這一步驟中，混合塑料在空氣中短暫暴露于溫和的熱量下。隨后，氧氣被引入到頑固的聚合物鏈中，創(chuàng)造出處理所需的活性薄弱點，從而使所有三種塑料都能被分解。
環(huán)境友好型工藝
一旦被激活，未經分揀的塑料混合物便在單個反應器內完美降解，釋放出純度超過 90% 的氫氣。
ATT 工藝在約 400 攝氏度（752 華氏度）的溫度下運行，比極端氣化方法的溫度更低，從而改變了環(huán)境足跡的游戲規(guī)則。
此外，該技術使用氫氧化鈉試劑來捕獲塑料中的碳，而不是將溫室氣體排放到大氣中。碳被永久固定在一種被稱為碳酸鈉的穩(wěn)定固體礦物中。
研究人員已經勾勒出一個簡單的二次工藝，可將該副產品轉化為碳酸鈣。這正是混凝土和建筑行業(yè)所使用的礦物，從而將塑料中的碳永久封存在基礎設施中。
這項突破目前僅限于精密實驗室環(huán)境。要將其放大到城市回收廠應用，還需要進行重大優(yōu)化，并且其長期的經濟可行性仍需要經過嚴格測試。
該研究發(fā)表于《美國國家科學院院刊》。
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