Vom Strohhalm bis zum Auto sind Kunststoffprodukte in jeden Aspekt des menschlichen Lebens integriert.Bisher wurden weltweit fast 10 Milliarden Tonnen Kunststoff produziert, von denen nur etwa 10 % recycelt wurden und die verbleibende Menge verbrannt oder auf Mülldeponien oder in der Natur entsorgt wurde.Aufgrund der starken chemischen Inertheit von Kunststoffen selbst dauert es unter natürlichen Bedingungen mindestens Hunderte von Jahren, bis sie vollständig abgebaut werden, was zu einer kontinuierlichen Anhäufung von Kunststoffabfällen in der natürlichen Umwelt führt und eine Gefahr für die menschliche Gesundheit und die Umwelt darstellt.Die traditionelle Methode der Kunststoffdeponie beansprucht große Mengen an Landressourcen, verursacht erhebliche Ressourcenverschwendung und führt zu sekundärer Verschmutzung des Bodens, der Wasserressourcen, der Atmosphäre usw. Jedes Jahr gelangen weltweit 10 Millionen Tonnen weggeworfener Kunststoffe in die Ozeane, was eine tödliche Gefahr darstellt Bedrohung für das Leben im Meer.Darüber hinaus verbraucht die Kunststoffproduktindustrie über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg 8 % des gesamten Erdöls weltweit.Bis 2050 wird die Kunststoffindustrie voraussichtlich etwa 20 % der weltweiten Erdölressourcen verbrauchen, und eine große Menge weggeworfener Kunststoffe verursacht auch eine große Ressourcenverschwendung.Daher ist das Recycling und die Nutzung von Kunststoffen dringend erforderlich.

Gegenwärtig basiert das Recycling von Kunststoffabfällen hauptsächlich auf dem physischen Recycling, das physische Recycling weist jedoch Mängel auf, wie z. B. begrenzte Arten von zu behandelnden Kunststoffen, unvollständige Behandlung, niedrige Verwertungsrate und geringe Wertschöpfung.Gleichzeitig verschlechtert sich aufgrund technischer Einschränkungen die Qualität recycelter Kunststoffe und kann nur noch für die Verwendung abgebaut werden, sodass sie letztlich doch entsorgt werden.Diese Methode wird als degradiertes Recycling bezeichnet.Im Gegensatz dazu führt die chemische Rückgewinnungsmethode Kettenbruchreaktionen unter der Wirkung chemischer oder biologischer Enzymkatalysatoren durch und depolymerisiert Kunststoffabfälle zu Monomeren.Diese kleinen Monomermoleküle können als Rohstoffe für die Herstellung anderer Chemikalien verwendet werden und können auch recycelt und zu Kunststoffen repolymerisiert werden, was bahnbrechende Lösungen für das Recycling von Kunststoffabfällen bietet.Die derzeitige chemische Rückgewinnung basiert jedoch hauptsächlich auf thermischer Katalyse, die in der Regel einen hohen Verbrauch an thermischer Energie erfordert, was zu erheblichen Kohlenstoffemissionen und der Freisetzung verschiedener giftiger und schädlicher Gase führt.Daher besteht ein dringender Bedarf an der Entwicklung neuer und nachhaltiger chemischer Recyclingstrategien für Kunststoffabfälle.

In jüngster Zeit hat sich die elektrochemische Katalysetechnologie nach und nach zu einem Forschungsschwerpunkt in den Bereichen Nanomaterialien und Energiechemie entwickelt.Im Vergleich zu herkömmlichen thermischen Katalysemethoden weist die Elektrokatalyse die folgenden Merkmale auf: (1) Aktive Spezies können in situ auf der Elektrode durch Elektronengewinn und -verlust erzeugt werden, ohne dass zusätzliche Redoxreagenzien erforderlich sind.(2) Die Reaktion kann bei Raumtemperatur und -druck unter milden Bedingungen mit geringem Gerätebedarf und einfacher Katalysatorrückgewinnung durchgeführt werden;(3) Durch Anpassen des Elektrodenpotentials können die Produktselektivität und die Reaktionsgeschwindigkeit gesteuert und das Auftreten von Nebenreaktionen verringert oder vermieden werden.(4) Elektrische Energie kann aus grüner erneuerbarer Energie wie Solarenergie, Wasserkraft, Windenergie, Gezeitenenergie usw. umgewandelt werden, was dem Konzept der nachhaltigen Entwicklung entspricht.Daher ist die elektrische katalytische Reformierungstechnologie, die auf erneuerbarem Strom basiert, eines der idealen Konzepte, um die hochwertige Nutzung von Kunststoffabfällen zu realisieren.

Kürzlich schlugen Forscher des Instituts für physikalische und chemische Technologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften die Strategie der Aufbereitung und des Recyclings von Kunststoffabfällen durch Elektrokatalyse vor.Am Beispiel von Polyethylenterephthalat (PET) kann PET durch elektrische Reformierungstechnologie und Wasser als Medium umgewandelt und in hochwertige Glykolsäure und hochreinen Wasserstoff umgewandelt und aufgewertet werden, was einen neuen Weg für nachhaltiges und hochwertiges Arbeiten bietet Verwertung von PET-Abfällen.