新加坡用陽光分解塑膠,白色污染搖身一變成發電燃料

作者 | 發布日期 2019 年 12 月 14 日 9:27 | 分類 生態保育 , 能源科技 follow us in feedly


塑膠的白色污染已成為全球性環境問題,如何減少塑膠使用、處理既有的塑膠製品,這些都是迫在眉睫的挑戰,現在新加坡科學家決定將令人愛恨交織的塑膠轉換另一種化學物質,在陽光下將之轉變成用途多樣的甲酸(formic acid)。

塑膠是生活中隨處可見的生活用品,但因為使用習慣不佳與回收機制不彰,基本上塑膠也無處不在,就以台灣為例,2019 年荒野保護協會的淨灘行動數據指出,海洋廢棄物 70% 都是寶特瓶、吸管與塑膠杯等製品,雖然目前已實施限塑政策,但每年產生與丟棄的塑膠廢棄物量還是非常可觀。

而現在新加坡南洋理工大學(NTU)已提供一個解決方案,透過新型釩光催化劑,可以將塑膠轉換成甲酸,其中釩是種生物相容性金屬,我們也可以在汽車或是飛將上的鋼鋁合金發現它們的身影,而現在科學家還知道,釩在聚乙烯等塑膠回收也是頗有用處。

相較於傳統的熱分解反應,光催化劑較為環保,能用光催化劑來讓陽光驅動化學反應,也不需要燃燒化石燃料,且釩的地殼含量多,毒性、成本也都比白金、鈀或釕催化劑還要低。

科學家首先將釩催化劑加入塑膠溶液中,把它加熱到 85°C 後再暴露於陽光模擬光源系統下,大約 6 天後,就能破換塑膠內的碳-碳化學鍵,之後就能進一步將塑膠轉換成甲酸。團隊實驗證實,可分解 30 多種化合物的碳-碳鍵。

甲酸又稱蟻酸,是最簡單的氫和二氧化碳組合,常用於橡膠、醫藥、染料、皮革種類工業,而現在甲酸也能用在氫燃料電池中,先前瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)氫氣製造機 HYFORM,利用釕催化劑將甲酸液體轉換成二氧化碳與氫氣,再把生成的氫氣運送到燃料電池進行發電;由荷蘭恩荷芬理工大學(TU/e)學生成立的新創公司 Team FAST 也打算製造出甲酸燃料公車。

甲酸是良好的氫氣載體,1 公升甲酸可製造 590 公升氫氣,研究負責助理 Soo Han Sen 教授表示,團隊希望能開發出永續、成本效益高的方式,用陽光來產生可用燃料和化學品,而這種化學處理方法是目前唯一用可見光、不含重金屬催化劑的處理塑膠方法。

目前研究已發表在《Science Advances》雜誌。

(首圖來源:新加坡南洋理工大學)

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