NETL 的研究人员正在接近找到一种更有效、更便宜的方法，将不断增加的塑料废物与煤和生物质结合起来，进行蒸汽气化过程，从而产生富含 H2的合成气——一种用途广泛的气体，可用作燃料或作为一系列化学品的组成部分，有助于应对关键的能源挑战。

低密度聚乙烯 (LDPE) 是一种热塑性聚合物，用于包装、袋子、容器和其他用途。高密度聚乙烯 (HDPE) 源自石油，常用于食品和饮料容器、清洁产品瓶和管道。由于 HDPE 和 LDPE 的一次性用途广泛，它们占据了废弃塑料的大部分份额。

据王平领导的 NETL 研究小组称，蒸汽气化是一种热化学过程，将生物质或煤等碳质材料转化为合成气和 H2，具有较高的 H2产量和更高的合成气质量，为将剩余塑料和其他材料转化为有价值的产品提供了一条有希望的途径。

传统的塑料废弃物气化方法存在一些特殊问题。例如，塑料熔点低，颗粒容易聚集，从而导致气化炉堵塞和流动受阻。塑料还需要进行高能耗的粉碎、压碎和研磨等工艺，才能获得均匀的颗粒大小，这对于保持一致的反应动力学至关重要，但同时也会增加运营成本。此外，塑料中挥发性成分含量高会形成焦油，也会降低工艺效率。

NETL 的研究人员表示，他们相信利用煤矸石气化塑料废物可以克服有效塑料气化面临的一系列障碍，因为煤矸石中含有不同数量的碱金属和碱土金属，这些金属可以催化焦炭气化和焦油裂解。

王教授表示：“塑料垃圾管理日益成为全球关注的问题，亟待解决。据估计，过去六十年全球产生了63亿吨塑料垃圾，其中60%堆积在垃圾填埋场和自然环境中。垃圾填埋场对废塑料的管理不善造成了严重的环境问题，例如地下水污染和卫生相关问题。”

她表示，塑料问题还会导致宝贵的自然资源的流失，因为大多数塑料是由石油和天然气制成的。通过采用蒸汽气化技术将废塑料转化为氢气和合成气，可以回收塑料中的能量。

“塑料与煤和生物质等其他原料共气化也提供了一种灵活的方法，可以调整原料比例以实现所需的产品分布，”她说。“例如，调整混合比例和温度可以优化合成气的产量和效率。”

根据NETL的研究，煤炭相关废弃物是一种有吸引力的副原料选择，因为它们可以潜在地减轻环境影响，同时降低处置和管理成本。