废塑料能否成为有用的燃料来源？-南通*通活性碳纤维有限公司

废塑料能否成为有用的燃料来源？

发布时间： 2023/3/16

　　Erwin Reisner教授说，塑料垃圾场可能成为未来的油田。
　　“实际上，塑料是另一种形式的化石燃料，”剑桥大学能源与可持续发展教授赖斯纳教授说。“它富含能量和化学成分，我们想要解锁。”
　　但构成塑料的化学键经久耐用，在有史以来创造的70亿吨塑料中，只有不到10%被回收利用。
　　艾伦·麦克阿瑟基金会塑料项目经理迪利亚娜·米哈伊洛娃(Dilyana Mihaylova)说：“我们的采掘、回收、制造废物的经济 [意味着] 价值数十亿美元的宝贵材料丢失了。”
　　全世界每年生产超过4亿吨塑料——大致相当于全人类的重量。今天，大约85% 最终进入垃圾填埋场或消失在环境中，并在那里停留数百年，甚至数千年。
　　　

　　现在，人们正在竞相寻找打破这些化学键的最佳方法，并回收锁在塑料中的地球宝贵资源。
　　机械回收，其中废塑料被清洗、切碎、熔化和重整，随着时间的推移塑料会降解，并可能导致产品质量不一致。
　　塑料行业热衷于化学回收，其中使用添加剂来改变废塑料的化学结构，将其变回可用作原材料的物质，或许用于制造汽油和柴油等燃料。
　　但这种方法目前成本高、效率低，并受到环保组织的批评。
　　“所以，”米哈伊洛娃女士说，“正如我们无法通过循环利用摆脱塑料污染危机一样，我们也不能依靠塑料制燃料工艺来解决问题。”
　　新的太阳能系统能否指明前进的方向？
　　Reisner 教授和他的团队开发了一种工艺，可以同时将两种废物流（塑料和二氧化碳）转化为两种化学产品——全部由阳光驱动。
　　该技术将二氧化碳和塑料转化为合成气——氢气等可持续燃料的关键成分。它还生产广泛用于化妆品行业的乙醇酸。
　　该系统通过将催化剂、加速化学反应的化合物集成到光吸收器中来工作。
　　“我们的工艺在室温和室温下工作，”他说。
　　“当你把它暴露在阳光下时，反应会自动运行。你不需要任何其他东西。”
　　而且，赖斯纳教授保证，该过程不会产生有害废物。
　　“化学反应很干净，”他说。
　　其他太阳能技术有望解决塑料污染和二氧化碳转化问题，但这是第一次将它们结合在一个单一的过程中。
　　Reisner 教授说：“将这两者结合起来意味着我们为这个过程增加了价值。” “我们现在有四个价值流——减少塑料废物、减少二氧化碳排放，以及生产两种有价值的化学品。我们希望这将使我们接近商业化。”
　　此外，Reiner教授说他的系统可以处理其他不可回收的塑料垃圾。
　　“通常，被食物垃圾污染的塑料会被焚烧，但这种塑料对我们真的很有好处。事实上，食物是一种很好的基质——所以它让我们的过程更好地进行。”
　　世界各地的研究人员正在寻找将不需要的塑料变成有用的东西的方法。
　　分解后，塑料元素可以重新制成无数新产品，包括清洁剂、润滑剂、油漆和溶剂，以及用于生物医学应用的可生物降解化合物。
　　大自然已经找到分解聚合物的方法——由非常大的分子组成的物质——而塑料是一种合成聚合物。
　　朴茨茅斯大学高级研究员Victoria Bemmer博士说：“那里已经存在具有分解 [聚合物] 酶的细菌。”
　　“我们可以通过非常轻微地改变它们的结构来调整这些酶 - 使它们运行得更快，使它们更坚固或更稳定。”
　　Bemmer博士和她的团队使用机器学习开发了多种酶，这些酶适用于解构各种聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，一种聚酯。
　　Bemmer博士说，这些酶以类似于化学回收的方式分解塑料，但由于它们类似于自然界中发现的酶，因此该过程可以在更“良性”的条件下进行。
　　在化学回收使用化学品的地方，朴茨茅斯大学团队能够使用水。他们需要的最高温度为70C，这意味着与其他工艺相比，能源消耗可以保持在较低水平。
　　Bemmer博士和她的团队正在进一步开发他们的酶，并希望他们的工作也能帮助他们为塑料服装创造可持续的循环经济。
　　由PET制成的涤纶是世界上使用最广泛的服装纤维。
　　然而，使用酶回收合成织物并不容易。添加染料和其他化学处理使它们难以在自然过程中降解。
　　“聚酯绝对是一种痛苦，”Bemmer 博士说。“另外，它很少只是纯聚酯。你也会发现混合纤维。”
　　该团队希望他们的酶能够将废纺织品中的PET还原为简单的积木汤，准备好重新制成新的聚酯。
　　“我们还处于非常早期的阶段，”Bemmer 博士说。“我们还不知道这些织物的染料和添加剂是否会抑制酶在聚酯链上的作用。希望它们不会产生影响，我们可以继续进行，但如果有影响，我们可以开发我们的进一步酶。”
　　全球塑料产量持续增长，预计到2060年将增长两倍。对于许多人来说，回收仍然是解决问题的重点，但一些人认为这永远不够。
　　回到剑桥，赖斯纳教授的团队正朝着商业化的方向“迈出一小步”。他们计划在未来五年内开发该系统以生产更复杂的产品，并希望有一天该技术可用于开发完全由太阳能供电的回收厂。
　　Reisner教授说，每年已经生产了大约6亿吨合成气，但主要来自化石燃料。
　　“如果我们能制造合成气，我们就可以进入几乎所有的石化行业并使其可持续发展。”