氢可能是未来的绿色燃料，但目前它主要由化石燃料制成，过程会产生大量二氧化碳。然而，一种新技术可以从塑料废物中产生氢气，不产生直接碳排放，同时产生有价值的石墨烯作为副产品。
电池是目前交通运输脱碳的主要方法，但使用氢作为燃料仍然具有相当大的优势。它具有显着更高的能量密度，这可以使氢动力汽车具有更大的行驶里程，并且用氢补充燃料比给电池充电要快得多。对于炼钢等不易电气化的重工业来说，它也是一种很有前景的燃料，可用于长期能源储存。
不过，氢的绿色环保在很大程度上取决于它的生产方式。如果由可再生能源提供动力，用电将水分解为氢气和氧气是可持续的。但目前这一过程非常昂贵，而且目前大多数氢气都是通过化石燃料中的甲烷与蒸汽反应制成的，并产生大量的二氧化碳副产品。
莱斯大学的研究人员开发了一种很有前途的新工艺，可以从塑料废物中产生氢气，而不直接排放二氧化碳。当然，它也需要由可再生能源提供动力。但除了产生氢气外，该过程还产生商业级石墨烯作为副产品，可以将其出售以支付氢气生产的费用。
“我们将废塑料（包括不需要按类型分类或清洗的混合废塑料）转化为高产氢气和高价值石墨烯，”在莱斯大学攻读博士学位期间领导这项研究的凯文·怀斯（Kevin Wyss）说道，在新闻稿中说。 “如果生产的石墨烯仅以当前市场价值的 5% 出售（即折扣 95%），那么就可以免费生产清洁氢气。”
新工艺依赖于一种称为闪速焦耳加热的技术，该技术是由莱斯大学教授詹姆斯·图尔的实验室开发的。它包括将塑料磨成五彩纸屑大小的碎片，与导电材料混合，将其放入管中，然后通过它传递非常高的电压。只需 4 秒，混合物就会被加热到约 5,000 华氏度，导致塑料中的碳原子融合在一起形成石墨烯，并释放出挥发性气体混合物。
该实验室最初专注于利用该技术将废塑料转化为石墨烯，图尔创立了一家名为 Universal Matter 的初创公司来将该工艺商业化。但在分析了蒸气副产品的成分后，研究小组发现其中含有大量氢气，纯度高达 94%。该结果发表在《先进材料》最近的一篇论文中。
通过将塑料中的所有碳锁定在石墨烯中，该方法可以在不释放任何二氧化碳的情况下产生氢气。与其他生产绿色氢的方法相比，其经济性非常有吸引力——原料是一种废品，即使以当前市场价格的一小部分出售石墨烯，也基本上意味着氢是免费生产的。
英国克兰菲尔德大学的 Upul Wijayantha 告诉《新科学家》杂志，让这一过程在工业规模上发挥作用将不可避免地具有挑战性。 “我们不知道，除了实验室规模之外，当他们处理大量塑料、气体混合物和石墨烯等副产品时，他们会遇到什么样的挑战，”他说。
尽管如此，图尔乐观地认为这种方法可以相对较快地商业化。 “你肯定可以在五年内进行小规模的氢气生产部署，”他告诉《新科学家》杂志。 “你可以在 10 年内进行大规模部署。”
如果他是对的，这项新技术可以一石二鸟——帮助解决塑料垃圾并同时生产绿色燃料。