一次解決兩個環境問題,把白色污染變成乾淨氫氣

2023-09-21 15:00:00    編輯: Daisy Chuang
導讀 氫被認為是化石燃料的潛力替代品,但目前製造氫氣方法要不是會產生過多的二氧化碳,不然就是相當昂貴,但現在美國科學家找到新解決方案,利用低排放方法從塑膠廢棄物中獲得氫氣,既能解決白色污染,也能製造乾淨氫...


氫被認為是化石燃料的潛力替代品,但目前製造氫氣方法要不是會產生過多的二氧化碳,不然就是相當昂貴,但現在美國科學家找到新解決方案,利用低排放方法從塑膠廢棄物中獲得氫氣,既能解決白色污染,也能製造乾淨氫氣,一石二鳥。

美國萊斯大學科學家在這項實驗中,成功將不需要分類與清洗的混合廢棄塑膠,轉化為高產氫氣和高價值石墨烯,還可以販售石墨烯來抵銷製氫成本,萊斯大學博士兼研究負責人 Kevin Wyss 表示,若以當前市場價值的 5% 出售產出的石墨烯,也就是打 95 折,就可以免費生產清潔氫氣。

目前市面上的氫氣製程屬於灰氫,2022 年全球使用的近 1 億噸氫氣大部分源自化石燃料製程,每生產一噸氫氣會產生約 12 噸二氧化碳;較常聽見綠氫解方、電解水製氫雖然為有效的方案,但 5 美元只能產生 5 磅。

萊斯大學化學教授 James Tour 表示,當今使用的灰氫是透過蒸汽甲烷重整產生,會產生大量二氧化碳。預料未來幾十年氫需求可能會猛增,如果真想在 2050 年實現淨零排放,就不能繼續按照目前的方式生產氫。

而團隊的解方,是將塑膠廢棄物樣本暴露在快速焦耳熱(rapid flash Joule heating)下約 4 秒鐘,溫度達到 3,100 K 迅速蒸發塑膠中的氫,留下石墨烯。Wyss 表示,當我們第一次將閃蒸焦耳加熱用於廢棄塑膠轉化石墨烯時,觀察到過程產生大量揮發性氣體,當時還疑這些從反應器中噴出的氣體是小分子碳氫化合物和氫氣的混合物,但缺乏儀器來研究確切成分。

最後團隊表徵氣化物後,得知聚乙烯由 86% 的碳和 14% 的氫組成,Wyss表示,我們能夠以氣體形式回收高達 68% 的原子氫,純度達 94%。

團隊希望,未來這項研究能夠延續,利用廢棄塑膠生產乾淨氫氣,解決塑膠污染、灰氫產生的大量溫室氣體的等重大環境問題。

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