变废为宝！新工艺可将塑料转化为“储能物质” 成本更低更节能

据报道，新加坡南洋理工大学（NTU Singapore）的科学家们发明了一种方法，利用发光二极管（LED）和一种市售催化剂，在室温下将大多数塑料升级为可用于储能的化学成分。

据称，新工艺非常节能，未来可以很容易地由可再生能源提供动力，不像其他热驱动的回收工艺，如热解。

这一创新克服了目前回收聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）和聚苯乙烯（PS）等塑料的挑战，这些塑料通常被焚烧或丢弃在垃圾填埋场。在全球范围内，只有9%的塑料被回收利用，塑料污染正以惊人的速度增长。

据了解，回收这些塑料的最大挑战是它们的惰性碳碳键，这种键非常稳定，因此需要大量的能量才能打破。这也是这些塑料耐许多化学物质并具有相对高熔点的原因。目前，回收这类塑料的唯一商业方法是通过热解，这种方法能源成本高，而且还会产生大量温室气体排放。

有鉴于此，南洋理工大学的科学家们就开发了这种新方法，在市售钒催化剂的帮助下，使用LED激活并分解塑料中的惰性碳-碳键。据悉，它可以对包括PP、PE和PS在内的一系列塑料进行升级回收。这些塑料加起来占全球塑料垃圾的75%以上。

最新研究成果已于近期发表在了《化学》杂志上。

具体而言，他们首先将塑料溶解或分散在被称为二氯甲烷的有机溶剂中，这种溶剂用于分散聚合物链，使它们更容易被光催化剂接触到。然后将溶液与催化剂混合，流经一系列透明管，LED灯照射在这些管上。

在钒催化剂的帮助下，光提供了打破碳碳键的初始能量，这个过程分为两步。塑料中的碳氢键会被氧化，使其更不稳定，反应性更强，然后碳-碳键就会被分解。

从溶液中分离后，最终产物是甲酸和苯甲酸等化学成分，可用于制造燃料电池和液态有机氢载体（LOHC）中使用的其他化学品。由于LOHC能够更安全地储存和运输氢气，因此它们在清洁能源开发中发挥着关键作用。

研究人员指出，与现有的和其他新兴的塑料回收技术不同，比如热解，后者使用高温过程将塑料熔化并降解成低质量的燃料，新方法需要的能量则要少得多。

他们还补充说，新方法是独特的，因为它可以使用阳光或由太阳能、风能或地热等可再生能源供电的LED，对广泛的塑料进行完全处理和升级循环。这可以在循环经济中对塑料进行清洁和节能的管理，并提高塑料的回收率。