回收复合塑料材料的新型化学回收技术

回收复合塑料材料的新型化学回收技术

2025/07/09

回收复合塑料 化学回收新技术

塑料废物造成的环境污染已成为世界各地的一个主要问题。 AIST专注于现代社会广泛使用的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）树脂，例如塑料瓶和聚酯纤维，并开发了低能源、低成本的化学回收技术。现在，研究人员、工程人员和 AISol 正在共同努力，迈向社会实施。

通过开发可在室温下分解 PET 的技术来应对回收复合纤维的挑战

　 日本每年丢弃约 824 万吨塑料，其中约 86% 通过化学回收、材料回收和能源回收三种方式进行回收。但根据欧盟的定义，不包括能源回收，日本的回收率仅为25%。因此，需要进一步加大化学回收和材料回收力度，基础技术的发展刻不容缓。

　大多数塑料废物都是由复合材料制成的，化学回收适合以循环方式对其进行有效的再利用。然而，传统方法需要在超过200°C的高温下进行反应，这带来了能源成本的问题。田中真司开发了一项革命性的技术来克服这个问题。

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　经过对PET瓶进行破碎测试，最终成功获得了PET原料对苯二甲酸二甲酯，回收率达到90%以上。当该论文于2021年11月8日发表并发布新闻稿时，纺织行业的反响大于预期。六个月前，环境部发布了“可持续时尚”网站，以传播有关服装及其环境影响的信息。

事实上，田中的技术对于复合纤维也有效。 “我们希望将开发的技术应用于复合纤维、染色纤维等。最近，我们对聚酯和棉的复合纤维以及聚酯和聚氨酯的复合纤维进行了实验，结果表明解聚反应在几乎相似的条件下进行，并且可以回收对苯二甲酸二甲酯，并且也可以同时回收棉和聚氨酯。”

　所有成分均以可重复使用的状态从复合纤维中提取。广泛的研究仍在继续建立这项极其困难的技术。

通过扩大社会实施规模来发现问题并掌握技术

　山本哲也隶属于2023年4月新成立的“工程办公室”，负责开发放大技术，以将研究成果社会化。

　　该项目进度紧张，目标是到 2030 年建成商业工厂。实验室规模的最大产量约为 500 克，但今年我们在可处理 5 公斤至 50 公斤原材料的台式工厂上进行了示范测试。从现在开始，我们将进行中试工厂的基本设计和建设，以及示范测试。''

　在扩大规模的每个阶段都发现了各种问题，山本正在与田中合作进行开发。

　如果未反应的织物成分残留在反应器内，问题是如何回收它们。另一方面，如果反应器中的搅拌成功，结果可能比实验室规模更好。到目前为止，与100% PET发生反应很容易，但未来我们需要完善我们的技术，使其可以应用于与棉花和聚氨酯等成分混合的原材料。''

审视循环经济生态系统的形成

AISol的作用是将AIST的优秀种子与社会实施联系起来，但Ryo Nakabayashi表示，其目标不仅仅是将技术投入实际应用。

　我们正在努力形成循环经济生态系统。其根源是全球人口增长问题，我们必须考虑不超出地球边界和福祉的活动的总体平衡，以技术和系统做出贡献。

　我们相信，AIST创新PET化学回收技术的社会实施可以成为通过技术创新实现资源循环的领先者之一。田中先生的技术反应极其灵敏且结构良好。因此，社会实施通常需要10年的时间，但这个时间可以大大缩短，我们能够设定2030年的目标。”

　Nakabayashi 正在考虑将整个塑料作为两者的集合进行回收，扩大现有的材料回收范围，并补充必须通过田中化学回收处理或焚烧的部件。

在AIST集团独特的新结构下促进研发和社会实施

　我们询问了三个人对研究人员、工程人员和 AISol 共同努力促进社会实施的系统的看法。

　通过扩大规模，很多东西都是第一次能理解，很庆幸自己能够获得平时不会有的经验。这对我以后继续研究和开发其他主题很有用。而且，在这个体系下，我可以专注于自己的基础研究，思考下一个技术种子。”（田中）

　我觉得这是非常有价值的，因为这项技术对社会问题产生了巨大的影响。而且，这是我们在 AIST 第一次通过这个系统致力于社会实现。我想尽一切努力使其成为一个好的典范。”（山本）

　“我觉得在AIST集团工作会给我带来更高的视野，因为我们拥有优秀的人力资源，技术水平也很高。思考整个社会如何发展是一项非常有趣的工作。” （中林）

　我们三人是一个以社会实践为目标的团队的一员，正着眼于实现可持续的循环经济而前进。

　本文发表于 2024 年 9 月“AIST 报告 2024