在經典的冒險電影《回到未來》中，埃米特·布朗博士利用垃圾產生的能源為他的德洛雷安時間機器提供動力。雖然實現時間機器可能還有一段路要走，但是利用垃圾作為燃料的前景離現實並不遙遠。特別地，含有碳和氫的塑料與柴油等常規燃料含有相似的內能。
儘管人們丟棄塑料，你可能並不知道，塑料是最有價值的廢料之一。利用一種叫做“冷等離子體熱解”的方法，有可能將所有塑料直接轉化為有用形式的能源和工業化學品。
熱解是一種在有限氧氣的環境中，在400℃至650℃的溫度下分解有機材料的加熱方法。熱解通常用於產生熱、電或燃料這些形式的能源，但如果將冷等離子體加入該工藝來幫助回收其他化學品和材料，則能夠更有益處。
冷等離子體熱解
冷等離子體熱解使塑料垃圾轉化為氫氣、甲烷以及乙烯成為可能。氫氣和甲烷都可以用作清潔燃料，因為它們只產生少量的如煙塵、未燃碳氫化合物和二氧化碳等有害化合物。乙烯是當今世界上大多數塑料的基本組成成分。
目前，美國40%的廢塑料製品和歐盟31%的廢塑料製品被送往垃圾填埋場。塑料垃圾還佔城市固體廢物的10%至13%。這種浪費還對海洋和其他生態系統有巨大的有害影響。
當然，燃燒塑料來產生能量通常比浪費塑料要好得多。但是燃燒不能使材料回收再利用，而且如果條件沒有被嚴格控制，就會對環境產生有害影響，如空氣汙染。
在循環經濟中——廢物被回收並被製成新產品，而不是被扔掉——賦予廢塑料新生命的技術可以改變廢塑料不斷堆積的問題。相比浪費塑料，冷等離子體熱解可以用來回收有價值的材料，讓這些材料直接重新回到工業生產中。
如何回收廢舊塑料
在我們最近的研究中，我們使用英國紐卡斯爾當地的一個回收設施收集的塑料袋、牛奶瓶和漂白劑瓶測試了冷等離子體熱解的有效性。
我們發現，用冷等離子體方法從高密度聚乙烯（HDPE）中回收的乙烯比傳統熱解方法多55倍，HDPE是用於生產日常物品如塑料瓶和管道的原料。約24%的塑料重量直接從HDPE轉化為有價值的產品。
過去，等離子體技術已被用於處理危險廢物，但該工藝發生在3000℃以上的極高溫度，因此需要一個複雜的能量密集的冷卻系統。通過常規加熱和冷等離子體相結合，我們研究的冷等離子體熱解工藝工作在500℃至600℃之間，這意味著該工藝需要相對較少的能量。
用來打斷化學鍵、引起並激發反應的冷等離子體產生於兩個電極，這兩個電極由一個或兩個絕緣層隔開。
冷等離子體是獨特的，因為它主要產生熱（高能）電子-這些粒子非常適於打斷塑料中的化學鍵。用於產生冷等離子體的電能可以來自可再生物，同時來自該過程的化學產品被看作是一種形式的能量存儲：能量以不同形式保存以供以後使用。
與常規熱解相比，使用冷等離子體的優點是該工藝嚴格可控，使HDPE中的化學鍵更容易斷裂，從而有效地將塑料中的重烴轉變為輕烴。你可以用等離子體將塑料轉化為其他材料，如能源中的氫氣和甲烷，聚合物中的乙烯和烴類，或其他化學產品。
最重要的是，冷等離子體的反應時間只有幾秒鐘，這使得該工藝快速和具有潛在的便宜性。因此，冷等離子體熱解可以提供一系列的商機，把我們目前浪費的東西變成有價值的產品。
目前英國正努力實現2020年的50%家庭廢物回收的目標。但是我們的研究顯示塑料在循環經濟中可以佔據一定的位置。通過冷等離子體熱解，有可能實現塑料廢物的真正價值——將其變成清潔和有用的東西。
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