维度网讯，塑料制品遍布日常生活的各个角落，但废弃后却是地球上最难回收的材料类别之一。传统回收工艺要求先按塑料类型进行分拣，这一环节劳动密集且成本高昂。全球废弃塑料中仅9%进入回收环节，79%被填埋，其余12%被焚烧处置并释放二氧化碳。

加州大学洛杉矶分校Samueli工程学院（UCLA Samueli School of Engineering）与韩国梨花女子大学（Ewha Womans University）研究人员组成的联合团队，展示了一种将三种常见塑料混合物直接转化为高纯度氢气的化学方法。该方法运行温度显著低于传统气化温度，并将二氧化碳以固体矿物形式封存，不会向大气释放温室气体。

相关成果发表在《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences）上。研究采用的碱性热处理（alkaline thermal treatment，ATT）工艺，利用氢氧化钠在加热条件下与有机物质反应驱动产氢，可在单个反应器中处理聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）混合废物，无须预先分类即可产出纯度超过90%的氢气。

论文共同通讯作者、加州大学洛杉矶分校Samueli工程学院Ronald and Valerie Sugar院长、化学与生物分子工程教授Ah-Hyung "Alissa" Park表示，塑料废物正以惊人速度积累，清洁氢气对能源脱碳至关重要，该技术以一种创造性和可扩展的方式同时回应了这两个挑战。

ATT工艺改编自Park与论文共同通讯作者、梨花女子大学化学工程与材料科学教授Woo-Jae Kim此前开发的一种生物质制氢方法，该方法的原料包括海藻等。在实验室实验中，研究团队以改良后的ATT工艺将PET、PE和PP转化为高纯度氢气，运行温度较传统蒸汽气化低300至400摄氏度，同时从PET中获得的氢气量显著增加。

聚乙烯和聚丙烯完全由碳氢键构成，在碱性条件下呈化学惰性，单独反应时产氢效果不佳。为激活这两种塑料，研究人员开发了一种热氧化预处理：在主反应前将塑料在空气中短暂暴露于温和加热，在聚合物链中引入含氧官能团，为碱性处理创造可作用的反应位点。

激活后，三种塑料均能高效分解。反应释放的碳被氢氧化钠试剂捕获并转化为固体碳酸钠，而非以二氧化碳形式逸出。反应后分析显示，原始塑料碳中超过75%以稳定碳酸盐或液态有机残留物形式存在，气态产物比例不到13%，直接向大气释放的碳可忽略不计。碳酸钠可通过简单回收工艺转化为碳酸钙，将碳固定在传统碳密集型行业广泛使用的矿物中。

以往将塑料废物转化为氢气的低温方法，包括太阳能驱动的光重整和电化学转化，仅适用于PET这类含氧塑料，无法处理废物流中占比最高的聚乙烯和聚丙烯。高温气化虽可处理未分类的混合塑料，但会释放大量二氧化碳。此次研究是团队自有方法首次同时解决上述三项局限。

Kim表示，分选成本和工艺复杂性长期构成商业化主要障碍，该技术降低了这两项门槛，有潜力成为支撑氢经济与循环经济的下一代核心技术。

研究团队指出，该工艺在大规模部署前仍需进一步优化，并评估其经济可行性。

这项研究获得韩国国家研究基金会（National Research Foundation of Korea）资助。其他作者包括梨花女子大学的Jieun Park、Hyerin Seo、Jiwon Lee，韩国航空大学（Korea Aerospace University）的Hyunah Kim，江原国立大学（Kangwon National University）的Hyung-Kyu Lim，以及西江大学（Sogang University）的Wonho Jung。