韩国研发低能耗工艺实现混合废塑料制高纯度氢气

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发布日期: 2026-07-22 信息来源:福建省能源石化创新研究院有限责任公司

7月6日,韩国梨花女子大学研究团队开发出一项低能耗碱性热处理工艺,能够将未经分类的混合废塑料转化为清洁氢气,同时减少碳排放。该技术由梨花女子大学化学与材料工程系Kim U-jae教授团队主导研发,相关成果发表于国际权威期刊《美国国家科学院院刊》(PNAS)。研究团队表示,这项被称为“碱性热处理”的新工艺,可利用氢氧化钠等碱性物质分解塑料,并在过程中生成高纯度氢气。与现有技术相比,该方法可在更低的温度和压力条件下运行,并能有效减少碳排放,因此被视为一项同时解决废塑料处理难题和清洁能源生产问题的创新技术。


当前,全球塑料废弃物中仅有约9%得到回收利用,其余大部分被填埋或焚烧。研究团队指出,约79%的塑料垃圾被填埋,约12%被焚烧处理。塑料回收率偏低的一个重要原因在于,废塑料通常为多种材料混合丢弃,导致回收效率大幅下降。例如,PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)广泛用于饮料瓶,PE(聚乙烯)主要用于塑料袋和包装材料,PP(聚丙烯)则广泛用于日用品及各类容器。这些塑料具有不同的化学和物理性质,回收前必须逐一分类,而这一过程既复杂又昂贵。

为克服这一难题,研究团队不仅致力于处理废塑料,还探索了将其作为制氢原料的新路径。他们开发的碱性热处理工艺,利用氢氧化钠(俗称烧碱或苛性钠)这种强碱,破坏塑料稳定而坚固的化学结构,从而促进塑料分解。事实上,将混合废塑料转化为氢气的技术此前已有先例,其中最具代表性的是气化技术。该方法需在极高温、高压条件下分解废塑料,以产生可燃气体。然而,气化技术存在能耗高、工艺条件苛刻以及处理过程中碳排放较多等明显缺点。尤其是PE和PP这两类塑料,由于化学结构极为稳定,直接分解难度较大。

针对这一问题,研究团队在正式处理前增加了一道热氧化预处理步骤,使塑料更易发生化学反应。随后,他们进一步优化了热氧化条件,并调整了氢氧化钠与塑料之间的配比,从而显著提高了氢气产率。实验结果表明,无论是单一种类塑料还是未经分类的混合废塑料,均可通过该工艺生产出高纯度氢气。研究团队指出,与传统气化技术相比,这种新工艺无需对不同种类塑料进行精细分类,因此更具实际应用价值。

氢气被视为一种清洁能源,因为无论燃烧还是用于燃料电池发电,几乎都不会排放二氧化碳。但如果制氢过程本身需要大量能源或伴随大量碳排放,其环保优势便会大打折扣。这项新技术的重要意义在于,它以废弃塑料为原料,在相对低能耗的条件下生产氢气,同时减少了塑料污染和碳排放。研究团队表示:“与传统气化技术相比,该技术能够降低能源消耗和碳排放,有望成为一种可持续发展的塑料回收利用方式。”

(来源:CHC氢能大会)



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