太阳能驱动塑料制氢技术突破
全球每年塑料产量高达4.5亿吨,是七十年前的数倍,但绝大多数Zui终被填埋或焚烧,仅有极小部分得到真正回收。在此背景下,剑桥大学研究团队提出一种创新方案,将塑料垃圾与废旧汽车电池中的结合,利用太阳能同时生产清洁氢气,为废弃物处理开辟了新路径。
传统光化学回收技术长期受限于酸性环境:光催化剂遇强酸极易分解失效。该团队开发的新型催化剂由三部分组成:能高效吸收可见光的黄色碳氮化物、常用于润滑技术的二硫化钼,以及微量钴元素作为增效剂,使产氢量提升三倍。项目负责人埃尔温·赖斯纳表示,这一突破颇具偶然性:“我们曾认为酸在太阳能系统中完全不可用,但新催化剂竟能稳定工作,从而打开了全新的反应世界。”
该工艺分为两步:首先,利用从废旧电池中提取的对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料进行水解,将其长分子链切断,生成对苯二甲酸固体和乙二醇液体;随后,将新型催化剂加入酸性溶液,在阳光(实验室中以LED模拟)照射下,乙二醇被转化为氢气和乙酸。测试显示,反应器连续运行260小时性能无衰减。原本需中和处理的在此过程中成为可循环使用的原料,而非废弃物。
发表在《焦耳》期刊上的研究还包含经济模型分析:一座商业化装置每日可处理约3吨PET塑料,除产出近10公斤氢气外,还能副产大量对苯二甲酸、乙酸和乙二醇等可销售产品。单靠氢气难以盈利,但多产品组合确保整体经济效益。预计20年运营启动成本约730万英镑,可通过副产品销售覆盖。目前,该团队正依托剑桥大学创新部门推进商业化落地。