韩国研究团队研发新技术:废弃聚苯乙烯可变储氢介质
2025-09-02 09:32
来源:韩国蔚山国立科学技术大学
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韩国蔚山国立科学技术大学(UNIST)下属研究团队研发出一项新技术,能将氢气储存在聚苯乙烯衍生材料,尤其是源自聚苯乙烯泡沫塑料的材料中,相关研究发表于《ACS Catalysis》杂志。

示意图展示了该研究的整体情况。图片来源:ACS Catalysis (2025)

这一成果意义重大,既解决了聚苯乙烯回收率不足1%的问题,又使氢气储存和运输更实用方便,克服了处理气态氢的难题。

该团队由蔚山科学技术大学(UNIST)能源与化学工程学院的Kwangjin An教授领衔,与韩国科学技术大学(KIST)的Hyuntae Sohn博士、浦项科技大学(POSTECH)的Jeehoon Han教授合作,成功设计了全面闭环系统,将废弃聚苯乙烯转化为液态有机氢载体(LOHC)。这种创新工艺可高效储存、回收和再利用氢气。

LOHC分子将氢储存在环状化学结构中,能在室温和常压下安全稳定储存。其液态形式利于长期储存,且与现有石油运输基础设施兼容,在氢经济领域前景广阔。

报道的方法利用了聚苯乙烯富含芳香族的结构。加热后,聚苯乙烯分解成低分子量芳香族化合物,如苯乙烯和甲苯,这些化合物在高温下与氢气反应储存氢气,之后可通过催化脱氢释放。

催化剂是该过程核心。钌催化剂促进氢气吸收,铂催化剂促进氢气释放。研究人员发现,铂负载催化剂的催化性能因载体结构不同差异显著。在众多选择中,纳米片组装的氧化铝反应性和稳定性显著,提高了氢释放效率。

为防止杂质积聚致催化剂失活,团队实施蒸馏步骤,选择性去除多环化合物等污染物,延长催化剂寿命,确保工艺耐用性。

此外,研究人员利用反应产生的废热(燃烧残留副产品)优化工艺,提高了能源效率和经济可行性,减少外部能源消耗,提升聚苯乙烯废物转化产量。

研究团队评论称:“这是首次将废弃聚苯乙烯转化为实用储氢介质的演示。我们的方法同时解决了塑料废物回收和储氢两大重大环境挑战,相信这项技术在未来工业应用和政策制定方面潜力巨大。”

更多信息:Hyeongeon Lee 等人,《将消费后聚苯乙烯废弃物升级改造为液态有机氢载体》,ACS Catalysis (2025)

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