氣候變遷學堂:科學家研究出新技術,能將塑膠廢棄物分解轉換成燃料,而且不會產生二氧化碳

作者:info 於 2021-07-09
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(程度:難) 適合高中以上學童程度閱讀

資料來源:https://www.thenewslens.com/article/150166



    塑膠回收產業目前表現嚴重不佳,曾經生產過的塑膠廢棄物中,只有9%被回收,大約12%被焚化。這讓所有生產出來的廢棄塑膠,有79%仍然存在這個世界上。當人類正試著解決如何不那麼依賴這些材料,科學家也正在研究,如何將最常見的一種塑膠「聚烯烴」(polyolefin, PO)轉成燃料,讓人們能夠重新使用它們。

研發新技術

    美國德拉瓦大學(University of Delaware, UD)的研究人員,在新發表的論文中寫到:「單次用塑膠對環境造成很大的威脅,但是它們的回收,尤其是聚烯烴,已被證明相當具挑戰性。在論文中,我們提出了一種直接方法,選擇性地將聚烯烴轉換成具支鏈的液態燃料,包括柴油、航空煤油和汽油範圍內的烴類化合物。」

    這並不是第一次科學家將塑膠轉換成燃料,事實上,多年來一直有科學家報告這些方法,但是如同大部分的材料科學一樣,人們的目標是要以最低的成本與使用最少的資源,將最多的塑膠轉換成燃料。

    而這個新技術與上述許多標準吻合:比起相似的技術,它需要運用的能源減少50%,可以在正常廚房烤箱的溫度下完成,而且不會添加任何的二氧化碳至大氣之中。這些優點均朝向正確的方向。

    德拉瓦大學一位化學工程師安德魯.丹尼爾森(Andrew Danielson)說:「塑膠廢棄物是一項嚴重的環境議題,我相信這項研究可以幫助引導出塑膠再利用更好的方法。」

製程方法與優點

    這群科學家實際上是怎麼做到的呢?研究團隊使用一種叫做裂化反應(hydrocracking)的化學程序,藉由使用由沸石(zeolites)與混合的金屬氧化物所組成的催化劑,來分解塑膠中的碳鍵結。其中,混合的金屬氧化物被用來分裂大分子,而沸石則助長支鏈分子的形成。此技術讓塑膠狀半流體,能更容易地轉變成最終產品。

    德拉瓦大學生物分子工程師迪昂.伏拉裘斯(Dion Vlachos)說:「若單獨只有這兩種催化劑中的其中一種,則反應表現不佳。但若在一起,它們的組合具有魔力,能夠溶掉塑膠,並且沒有殘留下塑膠。這些材料並不是異類材料(exotic materials),所以我們能夠很快開始思考要如何使用這項科技。」

    另外,作為一項額外的紅利,該團隊的製程不需要分開不同類型的塑膠。這非常有幫助,因為現今很多販賣的塑膠產品都是多成分的,可能是作為複合體、摻和物,或是擁有很多層不同類型的塑膠。

未來發展

    當然這項研究結果,離完全解決塑膠廢棄物問題還有一段距離,而且這僅是針對一項大議題中的一個環節進行處理。為了創造一個循環經濟,人類最終必須停止從地底抽取石油來製造塑膠,這是一件所有研究人員都很清楚的事。

    伏拉裘斯說:「隨著這個循環經濟持續進行,這個世界必須要生產較少的原始塑膠,因為我們將會在未來重新利用現今所製作的材料。我們想要使用綠電來驅動製造新東西的化學製程,這是我們在未來10到20年將前往之處。聽起來這像是準備開始的時刻了。」

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Photo Credit: AP/達志影像

科學家研究出新技術,能將塑膠廢棄物分解轉換成燃料,而且不會產生二氧化碳