BOTTLE 聯(lián)盟的研究人員，包括來自美國能源部 (DOE) 國家可再生能源實驗室 (NREL) 和樸茨茅斯大學(xué)的研究人員，已確定使用酶作為回收聚對苯二甲酸乙二醇酯 (PET)的更可持續(xù)方法)，一種用于一次性飲料瓶、服裝和食品包裝的常見塑料，在解決塑料污染的環(huán)境挑戰(zhàn)方面變得越來越重要。一項分析表明，酶回收 PET 在能源、碳和社會經(jīng)濟影響的廣泛范圍內(nèi)比傳統(tǒng)的、基于化石的 PET 生產(chǎn)方法具有潛在的改進。

PET回收的新機遇

如果這一概念得到進一步發(fā)展和大規(guī)模實施，可能會為 PET 回收帶來新的機會，并創(chuàng)造一種機制來回收同樣由 PET 制成的紡織品和其他材料，而這些材料目前傳統(tǒng)上無法回收。PET 是世界上產(chǎn)量最豐富的合成聚合物之一，年產(chǎn)量為 8200 萬噸；大約 54% 的 PET 用于制造服裝紡織品和地毯纖維。

“自 1950 年代以來生產(chǎn)的所有塑料中，只有不到 10% 被回收利用，”NREL 的化學(xué)工程師 Avantika Singh 說。“大多數(shù)廢塑料最終都會被填埋?！?/span>

BOTTLE 正在努力通過兩種創(chuàng)新方法解決塑料污染問題，即：(1) 開發(fā)節(jié)能、成本效益高且可擴展的回收和升級回收技術(shù)；(2) 設(shè)計現(xiàn)代塑料使其可回收利用。

新研究解決了塑料可回收性的挑戰(zhàn)。雖然漂浮在海洋和其他水道中的廢棄瓶子的圖像提供了對塑料廢物所帶來問題的視覺提醒，但鮮為人知的問題仍然是如何處理用于制造服裝紡織品和地毯纖維的 PET。

概念回收設(shè)施

研究人員模擬了一個概念性回收設(shè)施，該設(shè)施將吸收美國每年消耗的 300 萬公噸 PET 的一小部分。酶促回收過程將 PET 分解為兩個組成部分，對苯二甲酸 (TPA) 和乙二醇。與傳統(tǒng)的基于化石的生產(chǎn)路線相比，研究團隊確定酶促回收過程可以將每公斤 TPA 的供應(yīng)鏈總能源使用量減少 69%–83%，溫室氣體排放量減少 17%–43%。

此外，對美國原生 TPA 和回收 TPA 的經(jīng)濟范圍比較表明，這兩個過程的環(huán)境和社會經(jīng)濟影響在其供應(yīng)鏈中分布不均。擬議的回收過程可以減少高達 95% 的環(huán)境影響，同時產(chǎn)生高達 45% 的社會經(jīng)濟效益，包括材料回收設(shè)施的當?shù)鼐蜆I(yè)機會。

該研究還預(yù)測，酶促 PET 回收可以實現(xiàn)與原始 PET 生產(chǎn)的成本平價，從而突出了這種酶技術(shù)在使 PET 制造脫碳方面的潛力，此外還可以回收富含 PET 的廢棄原料，如服裝和地毯.

“這是最大的機會之一，”辛格說。“如果我們能抓住那個空間——紡織品、地毯纖維和其他目前未回收的 PET 廢塑料——那可能會真正改變游戲規(guī)則?！?/span>

這項研究由美國能源部先進制造辦公室和生物能源技術(shù)辦公室資助。這項工作是作為生物優(yōu)化技術(shù)的一部分完成的，目的是讓熱塑性塑料遠離垃圾填埋場和環(huán)境 (BOTTLE) 聯(lián)盟。NREL 是美國能源部負責(zé)可再生能源和能源效率研究與開發(fā)的主要國家實驗室。NREL 由可持續(xù)能源聯(lián)盟有限責(zé)任公司為能源部運營。

資料來源：NREL