来自新加坡南洋理工大学(NTU Singapore)的科学家们开发了一种基于高温化学过程热解的塑料垃圾转化为氢气的新方法。
与容易回收的PET塑料瓶不同，含有污染食品包装、泡沫聚苯乙烯和塑料袋的塑料垃圾很难回收。它们目前被焚烧或埋在垃圾填埋场，导致水和地面污染。
通过热解，塑料垃圾可以转化为两种主要产品，氢和一种叫做碳纳米管的固体碳。氢可以用来发电，为电动汽车上的燃料电池提供动力，而清洁的水是它唯一的副产品。
为了进一步完善新的转化方法并评估其商业可行性，研究团队正在南大智能校园进行试验，以处理当地的塑料垃圾，与当地的环保公司Bluefield可再生能源合作，该公司专门从事移动废物转化为资源技术
这项价值数百万美元的联合研究项目得到了新加坡科学、技术和研究局(A*STAR)管理的行业协调基金-行业合作项目(ifa - icp)的支持，旨在制定可行的解决方案，在未来三年从经济上扩大废塑料转化为氢气的规模。
该项目还将探索其他新兴技术在分散废物管理方面的潜力。将研究将具有挑战性的废物流转化为能源和有价值的资源，如合成气、生物炭、活性炭和碳纳米管。
新加坡每年产生8.32亿公斤未回收的塑料垃圾[1]在美国，这种转换后的能源有可能为1,000套五居室公寓提供一年的电力。
在南洋理工大学南洋环境与水研究所(NEWRI)的Grzegorz Lisak副教授的领导下，该研究项目使用了从当地水域收集的海洋垃圾，并与位于新加坡的非政府组织和社会企业“海洋目的项目”合作。
目前有2.69亿公斤塑料垃圾漂浮在海洋中[２]南洋理工大学的研究小组估计，如果把这些废物转化为能源，可以为一辆电动汽车提供2000万到4000万公里的动力——相当于地球周长的500到1000倍。
“作为南洋理工大学可持续发展的一部分，在开发新的方法来变废为宝的过程中，我们正在寻求将不能回收的废塑料转化为高价值的化学品和资源，如氢燃料，可以取代汽油的合成燃料，以及用于许多工业应用的碳纳米管。”联合发明人、新能源研究中心残余物、资源和填海中心(R3C)主任、同时也是土木与环境工程学院教员的Lisak教授解释道。
去年11月，NEWRI的研究人员参加了由海洋目的项目组织的“新加坡海洋竞赛”(Race For Oceans Singapore)皮划艇比赛，在新加坡海岸收集塑料垃圾。目的是双重的——通过运动作为社区动员来清理海洋垃圾，并将这些垃圾作为研究材料来开发一种高效的塑料废物转化为氢的过程。
海洋目的项目首席执行官兼创始人Mathilda D'silva女士说:“我们与南大NEWRI的合作恰逢关键时刻，我们需要重新思考亚洲塑料的回收方式。在我们最近与联合国开发计划署的“结束塑料污染创新挑战”(EPICC)的合作中，南洋理工大学新能源研究中心展示了印度尼西亚龙目岛的塑料如何转化为氢，很明显，有一种尚未开发的和高度可用的海洋塑料资源可以转化为未来的燃料:氢，这将证明是大规模消除海洋污染的游戏规则改变者。
“对于像我们这样的海洋保护领域的非政府组织来说，南洋理工大学NEWRI团队的前沿研究、创新和活力是一场梦幻般的合作，我们必须超越宣传运动和海滩清理，彻底颠覆我们对塑料垃圾应该如何处理的想法。”我们很自豪能够推动我们在新加坡的研究，为塑料回收创造一个新的未来，有可能清洁亚洲数千条海岸线。”
Bluefield Renewable Energy (BRE)首席技术官Craig Gavin先生说:“在这次大流行期间，塑料的使用量有所增加，因为我们大多数人都把食物装在塑料容器里带走，更多地去杂货店购物。目前回收它们的做法和努力具有挑战性，需要在垃圾填埋场和/或焚烧厂处理，导致环境污染问题。在BRE，我们以灵活的热解系统将废物转化为资源的能力为荣。
“与南大NEWRI合作使我们能够利用这些对环境不友好的塑料废物流作为原料，并将它们转化为宝贵的资源。随着市场转向氢动力经济，这次合作使我们能够扩大我们的技术应用和商业化本地创新，最终建立一个以新加坡为中心的资源中心。”
研究团队表示，与气态CO相比，他们新转化过程中的固体碳更容易储存2塑料垃圾焚烧排放的废气。此外，固体碳可以很容易地作为特殊化学品或生物燃料的制造原料出售。
例如，NEWRI高级研究员Andrei Veksha博士说，它是制造碳纳米管的一种更绿色的碳来源，这对电池和复合材料制造等许多应用都很有用。Andrei Veksha博士是该工艺的共同发明人，正在试验该技术。
塑料废物转化为氢的过程分为两个阶段:塑料废物首先在加热时分解为含有低浓度氢分子的气体。在第二阶段，当气体进入充满催化剂的反应堆时，该技术使氢燃料的释放和碳纳米管的形成成为可能。
如果该计划成功，它将帮助新加坡减少垃圾处理总量，并延长新加坡唯一的垃圾填埋场——塞马库垃圾填埋场的寿命。据估计，塞马库垃圾填埋场将在2035年耗尽空间。
这项研究合作也是南洋理工大学对可持续发展承诺的一部分，在去年早些时候公布的可持续发展宣言中，南洋理工大学承诺到2026年，与2011年的水平相比，减少50%的废物、水和能源消耗，并实现碳中和，减少50%的碳排放。
来源:http://www.ntu.edu.sg/