浪费资源是造成环境退化的主要原因。按照目前的增长速度,到 2050 年,我们将产生 34 亿吨 固体垃圾。这对人类文明和整个环境来说都是完全不可持续的,但鉴于目前每年只有大约 20% 的垃圾被回收,我们需要迅速发挥创意来解决这个问题。
剑桥大学的研究人员发现了一种潜在的解决方案,他们最近开发了一种新颖的工艺,仅利用太阳能将塑料垃圾和温室气体转化为可持续燃料和其他有价值的材料。该团队在《 Nature Synthesis 》杂志上详细介绍了他们成功创建了一个 太阳能反应器 ,能够将二氧化碳转化为合成气,这是可持续液体燃料的关键组成部分。同时,该装置还可以将塑料瓶分解成乙醇酸,这是一种常用于化妆品行业的化学品。
新型集成反应器包含两个隔间,一个用于温室气体,一个用于塑料废物,其太阳能电池依赖于一种有前途的新型硅替代品——钙钛矿。 钙钛矿的创新 已将其效率从 2009 年的 3% 迅速提高到最近的 25% 以上。因此,它很快可能成为太阳能制造的重要组成部分,尽管在稳定性、寿命和可扩展性方面仍需克服一些障碍。
从那里,研究人员为光吸收器创建了不同的催化剂,这些催化剂改变了最终回收产品的类型,具体取决于所使用的催化剂,包括一氧化碳、合成气和乙醇酸。更重要的是,这种突破性的反应器比标准的光催化二氧化碳方法具有更高的效率,所有这些都 只需通过将阳光照射到装置中 来完成。
该研究的共同第一作者 Subhajit Bhattacharjee 表示:“一种可以同时帮助解决塑料污染和温室气体问题的太阳能驱动技术,在发展循环经济方面可能是一个颠覆性的变革。”
研究人员能够根据输入催化剂微调集成反应器的最终产物,这预示着更多附加产品的巨大潜力。该论文指出,虽然初步研究仅限于简单的碳基分子,但未来的实验可能会产生更复杂的产品。沿这些方向的进一步进展甚至可能有一天提供一种新型的全太阳能驱动回收厂,从而为社会提供一个几乎不产生浪费的循环经济。
该研究的另一位共同第一作者 Motiar Reisner 表示:“如果我们想有意义地应对气候危机并保护自然世界,那么建立一个循环经济,将废弃物转化为有用物品而不是填埋,是至关重要的。而且,使用太阳能为这些解决方案供电意味着我们正在以清洁和可持续的方式进行。”