将塑料废弃物转化为燃料,耶鲁大学科学家真的破解了相关技术难题吗? 全球每年生产

睿诚评世界 2025-09-20 06:48:01

将塑料废弃物转化为燃料,耶鲁大学科学家真的破解了相关技术难题吗? 全球每年生产 4.6 亿吨的塑料。但仅有约 9%的塑料得到了回收利用,这导致了塑料废弃物问题急剧增加,影响着地球的每一个角落,从马里亚纳海沟的底部到你颅骨的内部皆是如此。塑料废弃物污染生态系统和人体的问题日益严重,减少塑料生产并提高塑料回收利用的需求也与日俱增。 多年来,全球的科学家们一直在努力寻找将塑料中的石油成分转化为可用于能源生产石油的方法。实现这一目标的主要技术被称为“热解”,这一过程是在无氧的环境中将塑料加热到极高的温度(约 900 摄氏度,即 1652 华氏度),从而将塑料的聚合物链分解为可再利用的碳氢化合物分子。 《大众机械》网报道:“这些有机化合物主要由碳原子和氢原子构成,是制造燃料能源所必需的基本分子。” “结果会有所不同,但热解通常能将约 60%的塑料转化为生物油。” 问题在于,热解过程需要消耗大量能源——这使得该过程毫无实际意义——而且通常还需要昂贵的催化剂,从而使该过程在商业上不可行。但耶鲁大学的一组科学家的一项新突破使热解向商业可扩展性迈进了一大步。这些科学家设计出了一种设备,能够以相对较高的效率从塑料中提取燃料——从聚乙烯中提取了 66%的燃料化学物质——而且无需任何催化剂。 据耶鲁工程学院的一份报告称,该设备是一种“由三个孔径逐渐减小的碳柱组成的 3D 打印式电加热反应器”。不同孔径大小能够控制化学物质的反应,实现了重大优化突破。该设备还能在整个过程中更好地控制温度。所有这些都使得这种热解系统比以往任何时候都更加高效且具有更大的可扩展性。 该论文的摘要指出:“传统塑料热解的产物选择性和产率较低,且产物的分子量分布范围较广。” “在此,我们报告了一种具有高选择性、高效且无需催化剂的热解方法,该方法可通过孔隙调控热解将塑料转化为增值化学品。”。这项研究于今年 7 月发表在著名的科学期刊《自然化学工程》上。 为了进一步验证其突破成果的可扩展性,科学家们还测试了使用碳纤维布而非 3D 打印技术制造的该设备模型。虽然这个模型的效率略低,但仍实现了 56%的有用化学物质产出率,这使其优于大多数传统的热解方法。 据耶鲁工程学院报道,化学与环境工程系助理教授胡舒(音译)表示:“这些结果非常令人鼓舞,表明该系统在实际应用中具有巨大潜力,并为将塑料废弃物转化为有价值的材料提供了一种实用策略。” 尽管这在塑料污染严重的世界中是一个颇具前景的举措,但批评者们却怀疑热解技术是否真能提供切实的解决方案。塑料行业的历史中不乏有关回收利用及其他方式来抵消该行业影响的夸大之辞。与一般意义上的塑料回收一样,批评者们认为热解只是石油行业“绿色营销”行动中的又一个例子,而非具有颠覆性的创新。去年,非营利性调查性新闻机构“ProPublica“发表了一篇对热解技术的批判文章,称“该行业通过数学上的巧妙操作使热解看起来是成功的”,并得出结论称商业热解很可能只是一个“神话”。 《大众机械》网总结道:“显然,至少就目前而言,最好的塑料材料仍然是那种从未被制造出来的材料。”

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