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阳光照塑料变燃料!南洋理工让塑料变燃料供氢燃料电池汽车使用

核心提示:大家都知道,塑料是不可生物降解的,那么为了减少塑料垃圾,并由焚烧塑料造成的污染,南洋理工大学利用阳光,将塑料变成了一种燃料。

盖世汽车讯 据外媒报道,新加坡南洋理工大学(Nanyang Technological University, Singapore)的化学家们发现了一种新方法,可以利用阳光将塑料垃圾转化为有价值的化学物质。

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在实验室做实验时,研究小组将塑料与催化剂混合到一种溶剂中,该溶剂可以利用光能,将溶解的塑料转化为甲酸 – 一种可用于燃料电池发电的化学物质。

该研究小组在南洋理工大学物理和数学学院助理教授Soo Han Sen的领导下,利用便宜、不会引发生物排斥的金属钒(通常用于汽车和飞机的铝合金)制成了催化剂。

但该钒基催化剂溶解在含有不可生物降解的消费塑料(如聚乙烯)的溶液中,并暴露在人工阳光下,在6天内就会分解塑料中的碳-碳键。当该催化剂溶解在含有不可生物降解的消费塑料(如聚乙烯)的溶液中,并暴露在人造阳光下,在6天内就会分解塑料中的碳-碳键。

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该工艺将聚乙烯转化为甲酸,甲酸是一种天然的防腐剂和抗菌剂,可用于发电厂和氢燃料电池车,以生产能源。

Soo教授表示:“我们的目标是研发可持续性且具成本效益的方法,以利用太阳光生产燃料和其他化学产品。此种新型化学处理方法是首个利用可见光且不含重金属的催化剂,以完全降解聚乙烯等不可生物降解塑料的方法。”

在新加坡,大多数塑料垃圾都被焚烧,会产生二氧化碳等温室气体,而且燃烧后的大量灰烬会被运到Semakau垃圾填埋场,预计到2035年,填埋场将不再有空余空间。

研发创新型零废弃物解决方案,例如利用环保催化剂将废弃物变成资源,是南洋理工大学智能校园发展可持续性未来愿景的一部分。

该钒基催化剂由有机基团提供支持,利用光能驱动化学反应,被称为光催化剂(photocatalyst)。光催化剂能够实现由阳光提供动力的化学反应,而工业上的大多数反应需要热量,通常要通过燃烧化石燃料来提供。

此种新型光催化剂的其他优点还包括成本低、储量丰富、环保,与常见的由铂、钯或钌等昂贵金属或有毒金属制成的催化剂不同。

虽然科学家们已经尝试使用其他方法将废弃塑料转化成有用的化学物质,但是许多方法都需要用到很多不太好的试剂或需要太多的步骤才能实现大规模转化。

其中一种是利用光催化重整(photoreforming)法,将塑料与水和阳光结合产生氢气,不过该种方法需要使用含有有毒重金属镉的催化剂。而其他方法都要求用危险的化学溶剂处理塑料。

大多数塑料都是不可生物降解的,因为其含有一种非常惰性的化学键,称为碳-碳键,如果不是在高温下,此种化学键不容易被分解。

而南洋理工大学研究小组研发的此种新型钒基光催化剂就是专门为了分解此类化学键,通过附着在附近一种名为醇基的化学基团上,利用从阳光中吸收的能量解开分子,就像拉开拉链一样。

而南洋理工大学研究小组研发的此种新型钒基光催化剂就是专门为了分解此类化学键,通过附着在附近一种名为醇基的化学基团上,利用从阳光中吸收的能量解开分子,就像拉开拉链一样。

现在,该研究小组正对该工艺进行改进,以让塑料分解后产生其他有用的化学燃料,如氢气。(文中图片均来自南洋理工大学)

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本文地址:https://www.ab29.net/news/202002/3I70145867LC501.shtml

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