新加坡南洋理工大学(NTU Singapore)的科学家们创造了一种工艺，可以在室温下使用发光二极管(LED)和市售催化剂，将大多数塑料升级为可用于储能的化学成分。
与热解等其他热驱动回收工艺不同，新工艺非常节能，未来可以轻松地由可再生能源提供动力。
这项创新克服了目前聚丙烯 (PP)、聚乙烯 (PE) 和聚苯乙烯 (PS) 等塑料回收面临的挑战，这些塑料通常会被焚烧或丢弃在垃圾填埋场。全球范围内，只有 9% 的塑料被回收利用，塑料污染正以惊人的速度增长[1]。
回收这些塑料的最大挑战是它们的惰性碳碳键，这些键非常稳定，因此需要大量的能量才能打破。这种结合也是这些塑料能够抵抗许多化学品并且具有相对较高熔点的原因。
目前，回收此类塑料的唯一商业方式是通过热解，其能源成本较高，并产生大量温室气体排放，考虑到所得热解油的产品价值较低，其成本过高。
这种新方法由南洋理工大学化学、化学工程和生物技术学院光催化专家Soo Han Sen 副教授开发，在商用钒的帮助下，使用 LED 来激活和分解塑料中的惰性碳碳键催化剂。
本周发表在《Chem》杂志上的 NTU 方法可以升级回收一系列塑料，包括 PP、PE 和 PS。这些塑料加起来占全球塑料垃圾的 75% 以上。
在开发塑料垃圾问题的绿色解决方案时，该团队希望确保通过回收塑料(含有碳原子的长分子链)产生最少的额外碳排放。
发明家副教授苏说：“我们的突破不仅为日益严重的塑料废物问题提供了潜在的答案，而且还重新利用了这些塑料中捕获的碳，而不是通过焚烧将其作为温室气体释放到大气中。”
塑料是如何分解的
首先，将塑料溶解或分散在称为二氯甲烷的有机溶剂中，该溶剂用于分散聚合物链，以便它们更容易接触光催化剂。然后溶液与催化剂混合并流经一系列透明管，LED 灯照射在其上。
在钒催化剂的帮助下，光提供了初始能量，以两步过程打破碳-碳键。塑料中的碳-氢键被氧化，使键不稳定且更具反应性，然后碳-碳键被破坏。
从溶液中分离出来后，最终产物是甲酸和苯甲酸等化学成分，可用于制造燃料电池和液态有机氢载体(LOHC)中使用的其他化学品。LOHC 目前正在受到能源部门的探索，因为它们能够更安全地储存和运输氢气，因此在清洁能源开发中发挥着关键作用。
与当前和其他新兴塑料回收技术(例如热解技术)不同，热解技术使用高温过程将塑料熔化并降解为低质量燃料或碳纳米管和氢气，而新的 LED 驱动方法所需的能源要少得多。
Soo教授补充说，他们的方法是独特的，因为它可以利用阳光或由太阳能、风能或地热能等可再生能源供电的LED来完全加工和升级回收如此广泛的塑料。这可以在循环经济中对塑料进行清洁和节能的管理，并提高塑料的回收率。
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