英国剑桥大学研究团队在《Joule》期刊发表突破性成果,成功开发一种利用太阳能驱动的光催化工艺,将汽车废旧电池中的硫酸与难以回收的塑料废弃物转化为清洁氢气及醋酸。该研究由Erwin Reisner教授与博士生Kay Kwarteng主导,旨在解决全球塑料污染与电池酸液处理难题,为废弃物资源化提供创新路径。
全球每年塑料产量超4亿吨,但回收率仅18%,其余多被填埋、焚烧或进入生态系统。传统回收技术难以处理尼龙、聚氨酯等难降解塑料。新研发的“酸基光重整”技术利用汽车电池中20%-40%体积的硫酸,将塑料长链聚合物分解为乙二醇等化学单体,再经光催化转化为氢气与醋酸。该过程在实验室中连续运行260小时以上,氢气产率与醋酸选择性均表现优异。
技术核心在于研发出耐强酸腐蚀的光催化剂。Reisner教授坦言,此前学界认为酸会破坏太阳能系统,但新型催化剂成功抵御腐蚀,意外开启了新的反应路径。Kwarteng指出,该催化剂成本低廉且可规模化,使酸液从需中和处理的废弃物转变为可循环使用的反应介质,大幅降低生产成本。
该技术不仅适用于实验室级酸液,更可直接利用回收的汽车电池酸液。每块铅酸电池含大量硫酸,传统流程中铅被回收后,酸液需中和处理造成资源浪费。新方案将酸液重复用于分解塑料,既避免中和成本,又产出清洁能源,实现“以废治废”的闭环。
研究团队强调,该技术并非取代传统回收,而是补充处理受污染或混合塑料的可行方案。Reisner表示:“我们未承诺解决全球塑料危机,但证明了废弃物可转化为资源。”目前团队正与剑桥企业创新中心合作推进商业化,并获英国皇家工程院、EPSRC等机构资助。