Credit:CC0 Public Domain BOTTLE Consortium中的研究人员，包括来自美国能源部(DOE)国家可再生能源实验室(NREL)和朴茨茅斯大学的研究人员，已经确定使用酶作为回收聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的更可持续的方法，这是一次性饮料瓶、服装和食品包装中常见的塑料，在应对塑料污染的环境挑战方面变得越来越重要。一项分析显示，在广泛的能源、碳和社会经济影响方面，酶循环聚酯比传统的化石燃料聚酯生产方法有潜在的改进。如果这一概念得到进一步发展和大规模实施，可能会为聚酯回收带来新的机会，并创造一种机制来回收纺织品和其他材料，这些材料也是由传统上不回收的聚酯制成的。聚酯是世界上产量最丰富的合成聚合物之一，年产量为8200万公吨；大约54%的聚酯用于制造服装用纺织品和地毯用纤维。
“从20世纪50年代以来生产的所有塑料中，只有不到10%被回收，”NREL的化学工程师阿凡提卡·辛格说，他是概述基于酶的回收途径的一篇新论文的第一作者。"大多数废塑料最终被填埋。"
论文“聚对苯二甲酸乙二醇酯酶促循环的技术经济、生命周期和社会经济影响分析”发表在Joule杂志上。她的合著者有尼古拉斯·罗勒、斯科特·尼克尔森、艾丽卡·埃里克森、杰森·德韦阿克斯、安德烈·阿韦利诺、帕特里克·拉默斯、阿比特·巴特、张一民、格雷格·艾弗里、凌涛、阿尔伯塔·卡彭特和格雷格·贝克汉姆，他们都来自NREL；以及英国朴茨茅斯大学酶创新中心的John McGeehan和Andrew Pickford，他们也是pill的成员。
一名NREL研究人员观察到用于测试PET塑料酶降解的生物反应器发生了明显变化。在装有较少酶的反应器中，液体看起来是透明的，塑料保持透明。在装有更多酶的反应器中，液体变浑浊，塑料变得不透明，如图所示。信用:Dennis Schroeder，NREL boil正努力通过两种创新方法解决塑料污染问题，即:(1)开发节能、低成本、可扩展的回收和升级技术，以及(2)通过设计将现代塑料设计为可回收。
新的研究论文提出了塑料可回收性的挑战。虽然漂浮在海洋和其他水道中的废弃瓶子的图像为阿德提供了塑料垃圾带来的问题的视觉提醒，但鲜为人知的问题仍然是如何处理用于制造服装纺织品和地毯纤维的聚酯。
研究人员模拟了一个概念回收设施，该设施将吸收美国每年消耗的300万公吨聚酯的一小部分。酶循环过程将聚酯分解成两个组成部分，对苯二甲酸和乙二醇。与传统的基于化石的生产路线相比，研究团队确定酶循环过程可以减少供应链能源使用总量的69%-83%，每千克热塑性塑料减少17%-4.3%的温室气体排放。此外，对美国的纯热塑性塑料和回收热塑性塑料的全经济比较表明，这两种工艺的环境和社会经济影响在供应链中分布不均。提议的回收过程可以减少高达95%的环境影响，同时产生高达45%的社会经济效益，包括材料回收设施的本地工作。
该研究还预测，酶法聚酯回收可以实现与生产原始聚酯同等的成本，从而突出了这种酶技术除了能够回收富含聚酯的废弃原料，如服装和地毯之外，还具有使聚酯生产脱碳的潜力。
“这是最大的机会之一，”辛格说。“如果我们能占领这个空间——纺织品、地毯纤维和其他目前没有回收的pet废塑料——那将是一个真正的游戏规则改变者。”
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