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“以廢攻廢”,上海交大科研團隊用“綠電”催化技術讓廢棄塑膠和二氧化碳“負負得正”

2022年06月07日 13:30:53 來源: 新華網

    新華網上海6月7日電(史依靈 通訊員江倩倩 葛天意)陽光、風、二氧化碳,用這些自然界中隨手可得的“材料”,就能讓礦泉水瓶、一次性包裝等PET廢塑膠高效轉化成工業中常用的甲酸資源和氫氣燃料。日前,新華網從上海交通大學獲悉,該校環境科學與工程學院趙一新教授研究團隊使用光伏技術、風電技術等産生的“綠電”,讓PET廢塑膠回收利用“升級”,不僅産出了高附加值的工業化學品和燃料,還能實現溫室氣體二氧化碳(CO2)的資源化轉化。

    PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)在我們的生活中隨處可見,常見的飲料瓶、電視機外殼、燈罩,都是用PET塑膠制成的。雖然使用方便,但大量“用後即棄”的PET廢塑膠如果不能被合理、有效地回收,不僅會造成環境污染,也是對碳資源的一種浪費。

    2021年起,趙一新教授團隊就率先開展了綠電催化重整PET廢塑膠聯産甲酸和氫氣的研究,使用光伏技術、風電技術,讓PET廢塑膠回收利用“升級”。相應研究成果發表在國際學術期刊《物理化學快報雜志》(Journal of Physical Chemistry Letters)。

    

趙一新(左)指導學生實驗。新華網 發(上海交大供圖)

    “最初的研究中,我們用可再生‘綠電’催化技術,把PET轉化成了甲酸材料和氫氣,降低了傳統電解水制氫的能耗。”趙一新介紹,近期,團隊聯合北京大學馬丁教授對PET回收利用進行了“升級”,通過綠電催化氧化PET廢塑膠與二氧化碳(CO2)還原反應,PET廢塑膠可以只轉化為甲酸材料,增加了甲酸的産出效率,也促進了溫室氣體CO2的資源化轉化。據估算,利用“升級版”回收策略,每回收1噸PET廢塑膠可創造約557美元的經濟收益。

    

電催化重整PET廢塑膠和CO2聯産甲酸産物示意圖。新華網 發

    趙一新坦言,“綠電”催化升級回收廢塑膠的研究要從實驗室走向産業化,還需要克服一係列理論和技術難題:“在回收過程中,需要使用一定的催化劑。低成本、高性能的催化劑能節約成本、降低能耗、增加有用材料的産出率,這類催化劑材料亟待開發和研究。此外,要實現大規模的産業化應用,工藝和設備的開發研制也是未來研究的重點和難點。雖然面臨很多難題,但這種廢塑膠轉化技術,為國家發展迴圈經濟和建設低碳型社會提供了一條有效的發展途徑,仍然具有廣闊的應用和發展前景。”

【糾錯】 [責任編輯: 許超 ]

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