“以废攻废”,上海交大科研团队用“绿电”催化技术让废弃塑料和二氧化碳“负负得正”
新华网上海6月7日电(史依灵 通讯员江倩倩 葛天意)阳光、风、二氧化碳,用这些自然界中随手可得的“材料”,就能让矿泉水瓶、一次性包装等PET废塑料高效转化成工业中常用的甲酸资源和氢气燃料。日前,新华网从上海交通大学获悉,该校环境科学与工程学院赵一新教授研究团队使用光伏技术、风电技术等产生的“绿电”,让PET废塑料回收利用“升级”,不仅产出了高附加值的工业化学品和燃料,还能实现温室气体二氧化碳(CO2)的资源化转化。
PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)在我们的生活中随处可见,常见的饮料瓶、电视机外壳、灯罩,都是用PET塑料制成的。虽然使用方便,但大量“用后即弃”的PET废塑料如果不能被合理、有效地回收,不仅会造成环境污染,也是对碳资源的一种浪费。
2021年起,赵一新教授团队就率先开展了绿电催化重整PET废塑料联产甲酸和氢气的研究,使用光伏技术、风电技术,让PET废塑料回收利用“升级”。相应研究成果发表在国际学术期刊《物理化学快报杂志》(Journal of Physical Chemistry Letters)。
赵一新(左)指导学生实验。新华网 发(上海交大供图)
“最初的研究中,我们用可再生‘绿电’催化技术,把PET转化成了甲酸材料和氢气,降低了传统电解水制氢的能耗。”赵一新介绍,近期,团队联合北京大学马丁教授对PET回收利用进行了“升级”,通过绿电催化氧化PET废塑料与二氧化碳(CO2)还原反应,PET废塑料可以只转化为甲酸材料,增加了甲酸的产出效率,也促进了温室气体CO2的资源化转化。据估算,利用“升级版”回收策略,每回收1吨PET废塑料可创造约557美元的经济收益。
电催化重整PET废塑料和CO2联产甲酸产物示意图。新华网 发
赵一新坦言,“绿电”催化升级回收废塑料的研究要从实验室走向产业化,还需要克服一系列理论和技术难题:“在回收过程中,需要使用一定的催化剂。低成本、高性能的催化剂能节约成本、降低能耗、增加有用材料的产出率,这类催化剂材料亟待开发和研究。此外,要实现大规模的产业化应用,工艺和设备的开发研制也是未来研究的重点和难点。虽然面临很多难题,但这种废塑料转化技术,为国家发展循环经济和建设低碳型社会提供了一条有效的发展途径,仍然具有广阔的应用和发展前景。”