全球每年产生数亿吨塑料垃圾。科学家们正在孜孜不倦地研究新方法，以将大部分塑料垃圾回收为高质量产品，从而实现真正的循环经济。然而，目前的回收做法还未能实现这一目标。

大多数塑料垃圾都是通过机械方式回收的：先粉碎，然后熔化。虽然这一过程确实会产生新的塑料产品，但其质量会随着每个回收步骤而下降。

另一种方法是化学回收，这样可以避免质量损失。这种方法包括将长链塑料分子(聚合物)分解成基本构件(单体)，然后重新组装成新的高质量塑料，从而形成真正可持续的循环。

塑料废物燃料

随着化学回收方法的发展，最初的重点是将这些长聚合物链分解成可用作液体燃料或润滑剂的短链分子。

这使得塑料废物可以作为汽油、航空燃料或发动机油再次焕发新生。苏黎世联邦理工学院的科学家现在已经为开发这一工艺奠定了重要基础。这使得全球科学界能够参与更有针对性和更有效的回收开发工作。

由催化工程教授 Javier Pérez-Ramírez 领导的团队研究了如何用氢气分解聚乙烯和聚丙烯。在这里，第一步也是将塑料熔化在钢罐中。然后将气态氢引入熔融的塑料中。这项研究已发表在《自然化学工程》上。

一个关键步骤是添加含有钌等金属的粉末状催化剂。通过精心选择合适的催化剂，研究人员可以提高化学反应的效率，促进具有特定链长的分子的形成，同时最大限度地减少甲烷或丙烷等副产物。

旋转速度和几何形状是关键

“熔融的塑料比蜂蜜稠密一千倍。关键在于如何在罐中搅拌它，以确保催化剂粉末和氢气充分混合，”Pérez-Ramírez 团队的科学家 Antonio José Martín 解释道。

研究团队通过实验和计算机模拟证明，使用叶片与轴平行的叶轮搅拌塑料效果最好。与叶片成角度的螺旋桨或涡轮形搅拌器相比，这种搅拌器搅拌更均匀，流动涡流更少。搅拌速度同样重要。搅拌速度不能太慢也不能太快;理想的速度接近每分钟 1,000 转。

研究人员成功开发出一个数学公式来描述整个化学回收过程及其所有参数。“每个化学工程师都梦想着能有一个这样的公式来描述他们的过程，”Pérez-Ramírez 说。现在，研究领域的所有科学家都可以精确计算搅拌器的几何形状和速度的影响。

有了这个公式，未来的实验可以集中于直接比较不同催化剂在受控混合的影响。此外，这里开发的原理对于将该技术从实验室推广到大型回收工厂至关重要。

“但目前，我们的重点仍然是研究更好的塑料化学回收催化剂，”马丁说。

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