氢气 (H₂) 是无污染能源生产的主要可储存燃料，全球每年使用量超过 9000 万吨。超过 95% 的氢气是通过金属催化蒸汽甲烷重整合成的，每吨氢气产生 11 吨二氧化碳。使用可再生能源电解水产生的“绿色氢气”不产生二氧化碳，但成本高出 2-3 倍，目前在经济上不可行。

近日，莱斯大学James M. Tour，Boris I. Yakobson展示了废塑料的快速闪蒸焦耳加热 (FJH) 可以在不添加催化剂的情况下进行解构聚烯烃、聚酯和混合废塑料，从而提供高产率的 H₂（将其称为“闪蒸 H₂”） ）以及作为增值副产品的高纯度石墨烯。

文章要点

1）根据该 FJH 制氢工艺的石墨烯副产品的销售情况，即使石墨烯的售价低于美国当前市场成本的 5%（每吨 3,000 美元），该工艺生产的氢气也具有负生产成本。每吨60,000-100,000美元。

2）此外，生命周期评估表明，聚烯烃的 FJH 可产生美国能源部定义的“清洁氢气”，即每 1 千克氢气产生 <4 千克二氧化碳。闪光氢气比绿色氢气或绿松石色氢气消耗更少的能量，同时产生的温室气体排放量也比灰色、蓝色和绿松石色氢气更少。

3）因此，这种无催化剂的闪蒸氢气路线可以去除混合的废塑料流，将其升级为石墨烯，同时每公斤输入塑料产生高达 47 摩尔的氢气，对于这种清洁的氢气燃料来源来说，所有这些的总体成本为负。

参考文献

Kevin M. Wyss, et al, Synthesis of clean hydrogen gas from waste plastic at zero net cost, Adv. Mater. 2023

DOI: 10.1002/adma.202306763

https://doi.org/10.1002/adma.202306763