陽光驅(qū)動(dòng)的技術(shù)有望將塑料垃圾轉(zhuǎn)化為清潔燃料。圖片來源：美國《每日科學(xué)》網(wǎng)站
澳大利亞阿德萊德大學(xué)研究人員利用陽光，將塑料廢物轉(zhuǎn)化為氫氣等清潔燃料，為應(yīng)對(duì)塑料污染和清潔能源需求兩大全球性挑戰(zhàn)，提供了突破性的解決方案。相關(guān)論文發(fā)表于新一期《化學(xué)催化》雜志。
團(tuán)隊(duì)使用太陽能驅(qū)動(dòng)的光重整技術(shù)，以光敏材料作為催化劑，利用陽光，在相對(duì)較低的溫度下分解塑料。通過這一過程，塑料轉(zhuǎn)化為氫氣，以及其他有價(jià)值的工業(yè)化學(xué)品。與傳統(tǒng)的水解制氫相比，這種方法更節(jié)能。塑料更容易氧化，反應(yīng)所需能量更少，也增加了大規(guī)模應(yīng)用的潛力。
據(jù)研究人員介紹，近期的實(shí)驗(yàn)取得了很好的結(jié)果，產(chǎn)氫量高，也制造出了乙酸甚至柴油烴。一些系統(tǒng)已連續(xù)運(yùn)行超過100個(gè)小時(shí)，展現(xiàn)出一定的穩(wěn)定性和性能。
不過，該技術(shù)被廣泛采用之前，仍有幾重障礙需要跨越。一大障礙來自塑料垃圾本身的復(fù)雜性。不同類型的塑料在轉(zhuǎn)化過程中表現(xiàn)各異，而染料、穩(wěn)定劑等添加劑也會(huì)干擾反應(yīng)。此外，光催化劑需要具有高度的選擇性和耐用性，能在苛刻的化學(xué)條件下保持效力，但目前的版本會(huì)隨時(shí)間退化，制約了其長期可靠性。產(chǎn)品的分離也是一大挑戰(zhàn)。這些反應(yīng)常常產(chǎn)生氣體與液體的混合物，須由能源密集型過程將其分離，這可能削減整體的環(huán)境效益。
研究人員強(qiáng)調(diào)，為攻克這些難題，需要一套更綜合的策略，包括改進(jìn)催化劑設(shè)計(jì)、反應(yīng)器工程和整體系統(tǒng)優(yōu)化。他們正在探索的新思路包括連續(xù)流反應(yīng)器、將太陽能與熱能或電能相結(jié)合的系統(tǒng)，以及能提升效率的先進(jìn)監(jiān)測工具。他們希望進(jìn)一步提高能源效率，并在未來幾十年內(nèi)實(shí)現(xiàn)持續(xù)的工業(yè)化運(yùn)營。
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