东方时讯网并开发新的技术(让我们尝试发射“子弹”电子的等离子体)来分解废塑料并将它们转化为有用的材料。
爱荷华州立大学的XianglanBai拿着一个装满一次性塑料碎片的烧杯，研究生们在她身后的生物可再生能源研究实验室工作。克里斯托弗甘农/爱荷华州立大学的插图。
“我们正在学习新技术，并帮助开发更多跨学科方法的新想法来解决这些复杂问题，”爱荷华州立大学机械工程副教授、两个超过200万美元的研究项目的负责人XianglanBai说。由美国能源部。
最新项目是一项为期三年、耗资225万美元的赠款，由能源部生物能源技术办公室管理，旨在将废物流中质量最低的塑料(现在被拒绝回收的塑料)转化为建筑行业的材料。
第一步是将混合废物中被拒绝的、可生物降解的部分送入厌氧消化池，在那里细菌将其分解产生沼气，沼气是一种可持续的、低成本的低碳燃料，主要是甲烷(与天然气相同)。
来自消化器的剩余物将与不可生物降解的废物结合，并在称为热解的过程中在没有氧气的情况下加热。这将生产用于沥青结合产品的生物油，以及用于固碳混凝土添加剂和增强生物复合材料的类木炭生物炭。
白说，最大的问题是被拒绝的塑料垃圾“非常复杂——里面的东西太多了。这是非常异质的。”
因此，必须对废物进行分析以了解其中的内容。然后，研究人员需要找到能够高效、经济地转化废物的技术。然后他们必须理解由此产生的材料。
完成所有这些工作需要大量的专业知识，因此白为该项目组建了一支庞大的研究团队。(见侧边栏。)他们将共同开发一个系统，该系统可以使用大部分被拒绝的废物，并使它们远离垃圾填埋场。
电子“子弹”分解塑料
第二个项目是一项为期三年、价值250万美元的赠款，由能源部先进制造和生物能源技术办公室管理，将开发新的等离子技术，将一次性塑料转化为可生物降解的塑料。
白说，该项目的全部目的是尝试将等离子和生物技术结合起来，以分解和升级回收塑料袋、产品包装和食品容器等一次性塑料薄膜。
Bai一直在开发新颖的低温等离子体转化技术，以增加生物质和废塑料的价值。等离子体是通过对气体施加强电场、加速电子并产生带电粒子而产生的。
“自由电子就像子弹，”白说。“他们加速并撞到其他东西。这些‘攻击’可以破坏化学键。”
通过使用等离子体和二氧化碳，研究人员可以分解去污的塑料薄膜，产生可发酵的液体。这种液体可以发酵产生可生物降解的聚合物，发酵产生的二氧化碳可以循环回等离子体反应器。
结果?在降低能源使用、碳排放和生产成本的过程中，将废塑料薄膜转化为可生物降解塑料。
白召集了另一支大型研究团队来开发这种再利用塑料废物的混合想法。(见边栏。)
“这两个项目使用了非常不同的方法，”她说。“两者都在使用跨学科的方法来解决问题并了解分子水平上发生的事情。”