用塑料制氢

撰文 | 丽贝卡·索恩（Rebecca Sohn）

翻译 | 彭容

现在，研究人员发现了一种更清洁且理论上更高效的方法，将废塑料制成了氢气。这一过程还会产生石墨烯，这是一种极具价值的超薄碳材料，可用在电子产品、混凝土和汽车零部件等产品中。

美国莱斯大学的化学教授詹姆斯·图尔（James Tour，这项研究的通讯作者）表示，这种方法或许能阻止含碳温室气体进入大气中，缓解全球变暖。相关研究发表于《先进材料》（Advanced Materials）。

在2020年的一项研究中，图尔和他的团队使用一股强电流将塑料加热到约2700℃，仅持续几毫秒——这种方法叫做闪光焦耳热（flash Joule heating）——可以破坏塑料的化学键，进而产生一种石墨烯。这种石墨烯拥有多个原子厚度的碳层，而不是典型的单层结构。

此外，研究表明，这种方法还会产生一种气体。为了确认这种气体是什么，研究人员做了进一步分析，发现它含有高达94%的氢气。

作为这项新研究的一部分，科学家对相应的研究过程做了生命周期评估，然后将结果与其他制氢方法就成本和气体排放做了比较。他们发现，与其他制氢方法相比，闪光焦耳热技术产生的温室气体排放减少了39%至89%。

美国马萨诸塞大学洛厄尔分校的机械和工业工程教授胡安·巴勃罗·特雷莱斯（Juan Pablo Trelles，未参与这项研究）表示，这种方法产生的石墨烯或许可以帮助收回成本，尽管目前多层石墨烯的需求量较低，也不清楚它可能的售价。

理论上，这项制氢技术可以用于处理混合塑料废物，图尔说，甚至包括纸板和纸张等其他碳基生活垃圾。使用大量氢气作为汽车、发电厂和其他动力系统的燃料，可以减少温室气体排放，但这需要整个能源基础设施发生根本性改变。

图尔表示，多家公司已经联系到他，试图获得这一制氢技术的使用许可。“你通常要等好几年（才可能受到公司关注），而且还不得不求别人看一眼”你开发的某一种新工艺或产品，他说，“所以这次简直超乎我的想象。”

本文来自2023年12月刊前沿

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