8月1日消息,加州大学洛杉矶分校UCLA Samueli工程学院与韩国梨花女子大学联合研究团队在《美国国家科学院院刊》(PNAS)发表最新成果:一种改进的碱热处理(ATT)化学方法可在单一反应器中将混合塑料废料直接转化为高纯度氢气,同时将碳以固体矿物形式锁定,不释放二氧化碳。 该工艺利用氢氧化钠在加热条件下与有机物反应驱动产氢过程,可高效处理PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PE(聚乙烯)和PP(聚丙烯)三种全球产量最大的塑料废弃物混合物,无需预先按类型分拣,氢气纯度超过90%。研究指出,当前全球仅9%的废弃塑料被回收,79%进入垃圾填埋场,12%被焚烧并释放二氧化碳。 UCLA Samueli工程学院院长、化学与生物分子工程教授Ah-Hyung "Alissa" Park担任共同通讯作者,她表示:"我们正在同时解决两个紧迫的全球性问题——塑料废料正以惊人的速度累积,而清洁氢气对于能源脱碳至关重要。这项技术以创造性和可扩展的方式同时应对这两个挑战。"梨花女子大学化学工程与材料科学教授Woo-Jae Kim为共同通讯作者。 该ATT工艺改编自Park和Kim此前开发的将生物质转化为氢气的碳中性方法。关键创新在于将原工艺的催化机制扩展至混合塑料体系,通过碱性介质在远低于传统气化的温度下实现转化,同时将释放的二氧化碳原位矿化为固体碳酸盐。 Kim指出:"通过消除分拣成本和工艺复杂性这两个商业化的主要障碍,该技术有潜力成为支撑氢能经济和循环经济的下一代核心技术。"研究人员表示,进一步工作将聚焦于工艺优化和经济性评估,以推动规模化部署。 从产业角度看,该技术对全球化工回收领域具有重要意义。目前化学回收主要依赖热解和气化,前者需要高温且产品品质不稳定,后者能耗大且需分拣。ATT路线若能实现工程放大,将为全球每年超3.8亿吨塑料废弃物的资源化提供新路径,尤其对缺乏完善分拣基础设施的发展中国家具有吸引力。研究获得韩国国家研究基金会支持。 (来源:Hydrocarbon Processing)