氫氣是一種無碳能源，可以替代化石燃料燃燒。但其最常見的生產方法依賴於甲烷，一種強效溫室氣體。其他已知方法成本高昂且資源密集。現在研究人員發現了一種更清潔——並且理論上是有利可圖的——從廢棄塑膠中製取氫氣的方法。該過程還產生石墨烯，一種極具價值的超薄碳材料，用於電子產品、混凝土和汽車零部件等產品。
萊斯大學化學教授兼近期一項關於該主題的研究的資深作者詹姆斯·圖爾說，這種方法可能有助於將捕獲熱量的碳排出大氣，該研究發表在Advanced Materials上。
在 2020 年的一項研究中，圖爾和他的團隊使用強電流將塑膠加熱到約 2,700 攝氏度，僅持續毫秒（一種稱為閃速焦耳加熱的方法），這會分解塑膠的化學鍵。這種技術產生了一種石墨烯，它具有多層原子厚的碳晶格，而不是典型的單層。它還釋放出一種氣體，但該團隊需要進行進一步分析以確認這種氣體是什麼。現在研究人員發現它高達 94% 是純氫。
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作為新研究的一部分，科學家們對該過程進行了生命週期評估，以將其與其他制氫方法在成本和排放方面進行比較。他們發現，閃速焦耳加熱可以比其他制氫方法減少 39% 至 84% 的溫室氣體排放。馬薩諸塞大學洛厄爾分校機械和工業工程教授胡安·巴勃羅·特雷勒斯說，它還可以透過產生石墨烯來幫助支付自身成本——儘管多層版本的需求量較小，而且目前尚不清楚它的售價可能是多少，他沒有參與這項研究。
圖爾說，制氫技術適用於混合塑膠垃圾，理論上也可以用於其他碳基家庭垃圾，如紙板和紙張。在大型規模上使用氫氣為汽車、發電廠和其他系統提供燃料可以減少溫室氣體排放，但這將需要對整個能源基礎設施進行根本性改變。
圖爾說，多家公司已與他聯絡，試圖獲得該工藝的許可。“通常你要等上好幾年，然後試圖乞求別人看一看”一項新的工藝或產品，他說。“所以這簡直太棒了。”