减少。重复使用。回收。这还不够。当谈到塑料垃圾日益增多的危机时,我们仍然缺乏堵住垃圾流的方法。
很快,我们也许就能将“倒带”添加到这个列表中——这要归功于一种新技术,可以将塑料废物中的聚丙烯转化为液态碳氢化合物。这可能不是最终的解决方案,但利用废物制造燃料将为清理我们的行为提供新的经济激励。
美国普渡大学的化学家想出了一种巧妙的方法来液化聚合物,这些聚合物约占所有塑料废物的四分之一(25%),并将结果转化为类似柴油的产品,适合用作燃料混合料。
“我们的转换技术有潜力提高回收行业的利润并减少世界塑料废物的库存,”化学工程师 Linda Wang 说。
他们的技术依赖于水的一种奇怪的特性——当同时挤压和加热时,它可以表现得好像它同时是液体和气体。这个“超临界”阶段是通过将温度升高到略低于 500 摄氏度(930 华氏度)几个小时,同时施加约 23 兆帕(略高于 225 个大气压)的压力来实现的。
在这种形式下,水可以作为溶剂和催化剂的混合物,重新调整塑料聚合物的分子组成,将塑料转化为中等长度烃链的流体,称为石脑油在捐赠的氢原子的帮助下。
该过程称为热液液化– 已用于各种其他工艺,包括重质原油的升级和去除石油中的污染物。
已经应用了之前曾尝试过聚乙烯,但结果并不令人印象深刻,而且描述不充分,促使王和她的团队进行了另一次尝试。
他们能够将 90% 以上的模型聚丙烯质量转化为燃料级石脑油等产品,后续分析表明该过程可能比燃烧甚至回收废物更节能、更环保。
将旧芯片包重新转化为化石燃料可能不会让每个环保主义者都感到高兴,但我们对廉价液态石油的渴望可能会为不需要的塑料材料定价,否则这些材料会进入环境。
“我们的战略是通过将聚烯烃废物转化为各种有价值的产品,包括聚合物、石脑油(碳氢化合物的混合物)或清洁燃料,来创造回收的驱动力,”王说。
自此以来,目前回收的驱动力已经冷却中国对世界垃圾关闭了大门。
事实上,低于 20%我们使用的塑料会被回收并转化为新产品。多一点的会被焚烧,这可能有助于保持来自海洋的微塑料但不一定很好就排放而言。
“塑料垃圾处理,无论是回收还是扔掉,并不意味着故事的结束,”王说。
“这些塑料降解缓慢,并向陆地和水中释放有毒的微塑料和化学物质。这是一场灾难,因为这些污染物一旦进入海洋,就不可能完全回收。”
将塑料转化为一种经济上有吸引力的产品,不会对环境造成同样的危害,这可能有助于将资金投入回收业务,但最终会产生二氧化碳2而不是乌龟窒息的危险。
这听起来好像我们只是用一种全球威胁交换另一种全球威胁,但以垃圾填埋的形式我们的塑料废物已经贡献了一定比例排放到大气中的温室气体污染物。
作为集中的燃料来源,甚至可能有希望管理和捕获这些排放,甚至可能将它们变回塑料再次。
最终的解决方案是通过拒绝或重复使用,或者用经济上可行的替代品来替代产品,从而完全摆脱对塑料的依赖。
与此同时,我们还有一个巨大的问题需要解决,一个持续增长的十年又十年。
将塑料重新卷回到石油中可能不是一个完美的答案。但它可能会给我们提供所需的门票,让我们走上更好的解决方案。
这项研究发表于ACS 可持续化学与工程。