技术成果：电化学处理塑料耦合产氢能源

（一）    技术名称：
       电化学处理塑料耦合产氢能源
（二）    技术提供方：
       英国威廉集团  严凯  yank9@mail.sysu.edu.cn
（三）    适用范围：
       该技术适用于小规模到大规模的处理设施，可根据处理需求灵活配置
（四）   技术内容：
       1、技术原理
       目前塑料（PET和PLA）主要通过机械方法回收，其余的在垃圾场填埋或直接被丢弃，这不仅严重破坏环境，而且造成资源的大量浪费。近年来，以可再生电能为驱动力的电解水制氢耦合催化氧化技术为实现废塑料的高值转化提供了一条绿色新途径，可以在制备高值含氧化学品的同时联产绿氢。具体来说，通过两个电极分别连接外部电路与电解质，在常温常压条件下，阳极的废塑料在碱性电解液（如KOH）中分解为乙二醇等化学品后，并通过电催化氧化得到甲酸、乙醇酸等高值化学品，同时在阴极端水分子通过还原反应生成氢气。因此，和动力学参数以及精心设计催化剂、电解池结构以及深入了解废塑料在电解过程中的反应机理是实现氢气高效生成的关键。
       2、技术创新性
       （1）通过电化学处理，能够在相对温和的条件下实现废塑料的高效降解，降解产物有望用于进一步的能源利用或化学品生产；
       （2）将氢气的产生与废塑料的电化学降解过程耦合，通过控制电解条件，实现了在废塑料降解的同时高效产生氢气；
       （3）使用来源丰富、价格低廉的水滑石材料作为电催化剂，可以提高反应效率和实现较好的电化学稳定性，降低成本。
       3、技术优势
       （1）在电催化过程中，水系电解液可以通过解离/电离的方式产生氧源，避免了使用比较危险的氧气或价格昂贵的氧化剂；
       （2）常温常压下反应, 避免高温高压对设备的苛刻要求；
       （3）控制施加的电位和改变电流可实现反应速率和产物选择性的调控。
       4、工艺流程

       以PET为例：
       （1）PET塑料预处理，利用碱解法将PET塑料降解为乙二醇；
       （2）催化电极制备，利用电沉积法在泡沫镍基底上制备三种水滑石催化剂；
       （3）电化学性能测试，在三电极反应体系中对步骤(2)中得到的三种LDHs催化剂进行电催化乙二醇氧化性能测试，筛选出性能最优的催化剂；
       （4）PET塑料氧化升级，利用筛选出的最优催化剂对步骤(1)中得到的PET塑料降解液进行电催化氧化得到甲酸盐，同时阴极产H2；
       （5）产物分离，利用酸化、旋蒸、减压过滤和真空干燥等方法分离体系中的对苯二甲酸和二甲酸钾。
       5、控制的主要污染物
       塑料
       6、污染治理效果
       废塑料转化的乙二醇去除率大约为2 mmol cm−2 h−1。