将塑料和二氧化碳转化为燃料

我们经常在裸体科学家网站上报道气候变化的话题，这是有理由担心的。金宝搏app最新下载但下一件事可能是一个庆祝的理由。剑桥化学家Erwin Reisner开发了一种系统，可以利用阳光将塑料废物和温室气体转化为可持续燃料和其他有价值的化学物质。

欧文:我的实验室确实在开发利用阳光将废物转化为有用产品的技术。所以大约10年前，我们开始研究使用温室气体，二氧化碳，并开发可以将其转化为燃料的系统。最近，也许是五年前，我们开始研究将塑料垃圾转化为有用的产品和化学品。现在，我们第一次成功地将这两种方法结合起来，我们有一个单一的太阳能反应堆，我们可以在那里输入塑料废物和二氧化碳，真正制造有用的燃料和产品。

克里斯-给我们讲讲具体的细节吧。所以太阳能部分是能量输入，因为什么都没发生。世界上没有免费的午餐，对吧?你必须提供能量才能让事情发生。这就是整个过程的动力。但是这个过程是什么呢?

欧文:没错。我们只利用阳光，这是地球上最丰富的能源形式。这个过程实际上是一个由两个隔间组成的反应堆。我们在一个隔间里喂塑料垃圾。在我们的案例中，例如，我们使用塑料瓶，这是PET废物，可以将PET转化为乙醇酸。在第二个隔间里，我们使二氧化碳起泡并将其转化为燃料成分，也就是合成气、一氧化碳和甲酸。这听起来很专业，但这是一种非常有趣的中间化学物质，我们可以进一步将其转化为有用的有趣燃料。

克里斯:那阳光是怎么工作的呢?它是转化成电能来驱动这个过程还是热量或紫外线来分裂一些东西并给它们能量?你如何利用阳光?

欧文:这是一个很好的问题。所以我们直接使用太阳能来驱动化学反应。我们并不真正生产间歇性电力。这是一种综合方法，直接利用阳光来驱动化学反应。

克里斯:从本质上说，你需要一个阳光明媚的日子。但是有没有某种反应表面太阳照射进来对表面做了一些事情使得它能够以这种方式改变这些化学物质?

欧文:是的。所以阳光明媚的日子很有帮助。它也有助于有一个封闭和阳光充足的气候。

克里斯-目前看来，我的运气不太好。

欧文:在英国，这还可以。<笑>。所以本质上，我们确实需要一个吸收光的区域，在那里我们收集太阳能，然后化学反应发生，但是光的收集和化学转化是在同一个地方发生的。

克里斯-那这实际如何运作呢?你能想象你手中有一个和我们看到的太阳能农场一样的化学回收农场吗?

欧文-这是我们的终极梦想，建立一个太阳能回收升级设施。这就意味着我们需要大面积收集阳光。这可能是一个几百平方米或平方公里的太阳能反应堆阵列，或者我们把太阳能和阳光集中在更小的反应堆上，我们可以用它来进行化学反应。

克里斯:在做这类分析的时候，我们必须考虑到循环经济，也就是塑料不会自己进入回收厂。二氧化碳不会自己从大气中吸收并进入你的身体系统。当你做这些计算时，这还说得通吗?它可行吗?这真的是一种碳节约吗?我们不会烧了很多柴油把塑料运到你的工厂吧?

欧文:这是非常重要的一点。所以对我们来说，这是非常早期的技术。这就是我们所说的原理证明，证明这实际上是可行的。为了准确地说明你的观点，我们与recap合作非常密切，recap是彼得伯勒和剑桥废物回收设施。我们去了Amey，比如在Waterbeach的废物处理设施，收集样本，甚至检查设施，看看我们在哪里，如何将这项技术与现有的废物回收结合起来。所以我们会在收集废物的地方进行这项技术。此外，我们还必须考虑碳捕获。因此，我们也在研究技术，我们可以真正地从工业或甚至从空气中捕获二氧化碳，并将其作为驱动反应堆的输入。

克里斯:当你说使用塑料时，想必你并不是在把塑料袋扔进去。那么，你是否必须先把塑料放入某种配置中，以便加工过程可以消耗它?

欧文:所以，是也不是。所以理想情况下，我们系统的一个优势是我们可以使用相当广泛的塑料。所以当我们谈论塑料时，它不是一种产品。我们谈论了数百种不同的产品。

Chris -你抢了我的问题，因为我在想，当我们看垃圾桶里的东西时。即使在回收箱里，它也是一袋混合的塑料，不是吗?

欧文:所以用我们的系统，我们可以转化很多塑料，这些塑料被称为缩合聚合物。这是PET, PLA和其他类型的塑料。这个过程也适用于生物质，这实际上非常有吸引力，因为如果我们有污染的食物垃圾，例如，我们可以直接在我们的过程中使用它，而不需要担心太多，净化废物流的过程

克里斯-所以它不会堵塞废物流。

欧文:所以这是一个非常通用的、健壮的过程。

克里斯-是的。这一切发生的秘诀是什么?在什么表面上一定有某种催化过程在驱动这个反应。秘诀是什么?

欧文:没错。所以太阳能提供了能量，然后我们需要催化剂，这些材料可以真正加速这些化学反应。所以在这种情况下，我们尝试开发一种表面，它可以真正地吸收废物流，重新排列化学键，并制造出这种有趣的产品。所以在我们的例子中，这将是基于铜，或者钴，这是非常丰富的材料，可能是可扩展的。

克里斯:我是说贵，因为所有东西都变得贵了，不是吗?但是你肯定不是在谈论那些非常稀有的材料而这些材料在很多其他的过程中都需要用到。

欧文:是的。所以这是我们关注的核心问题之一。我们尽量避免使用贵金属和昂贵的部件，因为这些部件在未来很长一段时间内无法扩大规模。

克里斯:最后，这些数字是什么样子的?我的意思是用这样的过程你能转化多少?它有意义吗?比如，我们知道世界每年制造数百万吨塑料。你能用这个处理吗?

Erwin -是的，所以我们希望通过我们的工作来启发和展示技术上的可能性。要使这一过程真正有意义，就需要来自公司、政府和利益相关者的数百万美元的投资，才能真正达到所需的规模、稳定性和效率。现在，为了给你们一个刻度，我们在实验室里用毫克最大克刻度。但就像你说的，当然，自50年代以来，我们已经生产了大约100亿吨塑料。因此，在接下来的几年里，仍需要扩大规模。