北京
一个被丢弃的瓶子、一个购物袋或一个汽车零件，在使用寿命结束后，可能会在垃圾流中存留很久。塑料虽然遍布现代社会，但回收它仍然困难重重，因为大多数回收系统要求先将不同类型的塑料分拣开，这既昂贵又费人力。
结果就是，只有9%的塑料垃圾被回收，79%被填埋，剩下12%则被焚烧，向大气释放二氧化碳。这些未被回收的废弃塑料，正以惊人的速度堆积。
现在，一项新的研究或许提供了一个不同的思路。由加州大学洛杉矶分校（UCLA）Samueli工程学院和韩国梨花女子大学的研究人员共同主导的一项实验，展示了一种化学工艺，它可以将三种广泛使用的塑料的混合物直接转化为高纯度氢燃料。这一方法的工作温度远低于传统气化法，并且能将碳以固体矿物的形式储存起来，而非以二氧化碳形式排入大气。
这项研究成果发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上，其核心是一种名为碱性热处理（ATT）的技术。该技术利用加热的氢氧化钠与有机材料反应来产生氢气。在一个单一反应器中，该工艺处理了混合的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP），无需预先对塑料进行分类。最终产生的氢气纯度超过了90%。
“我们正在同时解决两个紧迫的全球性问题，”该研究的共同通讯作者、UCLA Samueli学院院长兼化学与生物分子工程系教授Ah-Hyung "Alissa" Park表示。“塑料垃圾正以惊人的速度堆积，而清洁氢气对于能源脱碳至关重要。这项技术以一种有创意且可规模化的方式，同时应对了这两个挑战。”
Park和该研究的另一位共同通讯作者、梨花女子大学化学工程与材料科学教授Woo-Jae Kim，最初开发ATT技术是为了将海藻等生物质转化为氢气，作为一种碳中和的途径。研究人员将这种方法调整用于处理塑料废弃物，并在实验室中对PET、PE和PP进行了测试。结果显示，PET产生的氢气量相当可观，而且整个过程的操作温度相比传统蒸汽气化法低了300至400摄氏度。
相比之下，聚乙烯和聚丙烯起初产生的氢气较少。这是因为它们的化学结构完全由稳定的碳氢键构成，对碱性处理的反应不佳。为了让这些塑料变得更活泼，研究人员增加了一个热氧化预处理步骤：在主反应前，将它们短暂地在空气中加热。这一过程会在聚合物链上引入含氧官能团，从而为氢氧化钠提供可以攻击的化学位点。
经过这个活化步骤后，所有三种塑料都高效地分解了。在反应过程中，氢氧化钠捕获了释放出来的碳，并将其转化为固体碳酸盐矿物。这意味着，大部分原本会变成温室气体的碳，最终以固态形式被封存，而不是进入大气。这项进展在为塑料回收增效的同时，也提供了一条可规模化的清洁能源获取途径。
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