《美国能源部能源技术实验室研究将废塑料转化为高质量石墨》

  • 来源专题:先进材料
  • 编译者: 李丹
  • 发布时间:2025-07-23
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    据国防制造7月21日消息,美国能源部国家能源技术实验室(NETL)获得能源部关键材料创新中心的资助,旨在研究将一次性水瓶、购物袋和其他废塑料转化为有价值的非常规原料,并用于制造高质量石墨。此研究将有助于建立强大的本土高质量石墨供应链,同时将聚乙烯废物转化为高附加值产品。NETL将与橡树岭国家实验室、艾姆斯国家实验室和Ingevity公司合作,使用简化的化学工艺将生物质和塑料废物的衍生碳材料转化为石墨,该工艺采用机器学习来筛选工艺过程变量并确定每个变量的最佳值。此次资助的研究引入了该实验室正在申请专利的技术,以升级回收塑料废物并将其用作制造原料,用于制造一系列高价值的石墨材料,可用于超级电容器、快速充电电池阳极等。

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    • 来源专题:生物科技领域知识集成服务
    • 编译者:陈方
    • 发布时间:2021-03-09
    • 美国能源部资助2700万美元用于塑料回收研究与开发 2020年10月15日,美国能源部(DOE)宣布为12个项目提供超过2700万美元的资金,这些项目将支持开发先进的塑料回收技术和可回收设计的新型塑料。作为美国能源部塑料创新挑战的一部分,这些项目还将帮助改善现有的回收流程,将塑料分解成化学结构单元,然后将其用于制造新产品。这些新项目通过开发节能回收技术来支持该目标,该技术将增强美国的竞争力,并有助于为子孙后代减少环境中的塑料废物。 防止热塑性塑料进入垃圾填埋场的生物优化技术和环境融资机会由能源效率和可再生能源(EERE)的生物能源技术办公室和先进制造办公室联合资助。这些项目是美国能源部塑料创新挑战的一部分,该挑战利用美国能源部国家实验室、大学和行业的研究能力来加速节能塑料回收技术的创新。 (1)高度可回收或可生物降解塑料:开发新的塑料,其性能优于现有的同类塑料,并且可以在环境或堆肥设施中经济高效地回收或生物降解。 爱荷华州立大学(爱荷华州,埃姆斯):用于薄膜和瓶子的聚酯的触发化学回收的特洛伊木马重复序列;DOE资助$2,165,000;合作伙伴包括3M、Archer Daniels Midland和Diageo。 加州大学圣地亚哥分校(加利福尼亚州,拉荷亚):由藻类前体制成的高性能可生物降解聚氨酯产品的生产;DOE资助$2,000,000;合作伙伴包括Algenesis、BASF、Pepsi、Reef和加州大学戴维斯分校。 加州大学圣地亚哥分校(加利福尼亚州,拉荷亚):可降解生物复合热塑性聚氨酯;DOE资助$2,088,114;合作伙伴包括BASF和佐治亚大学。 阿克伦大学(俄亥俄州,阿克伦):用于轻型复合材料的高度可回收热固性塑料;DOE资助$2,049,242;合作伙伴包括西北太平洋国家实验室和雷神技术研究中心。 (2)解构和升级现有塑料的新方法:产生能将塑料流分解为中间体的节能回收技术(机械、化学或生物),这些中间体可以升级为更高价值的产品。 IBM Almaden研究中心(加利福尼亚州,圣何塞):通过VolCat流程对PET进行升级;DOE资助$2,495,625;合作伙伴包括Husky、 Miliken、国家可再生能源实验室、Niagra、俄克拉荷马州立大学、Under Armour和Unifi。 Battelle Memorial Institute(俄亥俄州,哥伦布):利用新型工程工艺重新利用塑料的混合方法(HARNESS);DOE资助$1,999,778;合作伙伴包括Allonia和国家可再生能源实验室。 爱荷华州立大学(爱荷华州,埃姆斯):用于一次性聚烯烃转化为润滑油的模块化催化反应器(LOUPs);DOE资助2,500,000美元;合作伙伴包括阿贡国家实验室、ChemStation、Chevron Phillips和Texas A&M。 凯斯西储大学(俄亥俄州,克利夫兰):混合塑料废弃物的化学-机械混合分离与循环;DOE资助$2,498,539;合作伙伴包括Braskem、Lawrence Livermore国家实验室、宝洁公司、资源材料与回收利用公司、Sandia国家实验室。 LanzaTech公司(伊利诺伊州,斯科基):将不可回收的塑料废弃物升级为碳智能单体;DOE资助$1,890,001;合作伙伴包括InEnTec、Lululemon和废物管理。 (3)应对塑料废物挑战的BOTTLE联盟合作:与BOTTLE实验室联盟建立合作关系 进一步推动联盟和塑料创新挑战的长期目标。 特拉华大学(新泽西州,纽瓦克):由凝灰岩技术实现的复合材料循环经济;DOE资助$2,499,983;合作伙伴包括Altair、Arkema、Axiom,科罗拉多州立大学、复合材料自动化和国家可再生能源实验室。 明尼苏达大学双城分校(明尼苏达州,明尼阿波利斯):BOTTLE-基于可再生支链己内酯的塑料和聚合物的可回收和可生物降解的制造和加工;DOE资助$2,499,997;合作伙伴包括BASF、麻省理工学院和国家可再生能源实验室。 威斯康星大学麦迪逊分校(威斯康星州,麦迪逊):设计可回收的生物质基聚酯;DOE资助$2,500,000;合作伙伴包括Amcor、国家可再生能源实验室、Pyran、Stora Enso和俄克拉荷马大学。                      孙裕彤 编译自https://www.energy.gov/articles/us-department-energy-announces-27-million-plastics-recycling-research-and-development                              原文标题:U.S. Department of Energy Announces $27 Million in Plastics Recycling Research and Development
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    • 来源专题:科技大数据监测服务平台
    • 编译者:zhoujie
    • 发布时间:2020-04-16
    • 编者按:自2019年8月以来,美国能源部连续资助生物能源项目,先后投入1.37亿美元对50个项目进行资助,旨在推动生物能源和生物制品的改进,并探究有效解决能源危机和环境污染问题。2019年8月资助了25个大学主导的植物和微生物领域生物能源和生物制品基因组学研究项目,拨款6400万美元;2019年10月资助了35个生物能源研发项目,拨款7300万美元。生物能源的研究可以有效解决能源危机和环境污染的问题,美国能源部对生物能源的资助能够加速生物能源的发展,促进经济社会可持续发展。本报告对美国能源部两次生物能源项目资助内容进行了整理和分析。 数据显示,美国目前尚存在10千亿吨的非食品物质待开发,其中未充分利用的国内资源可生产500亿加仑的生物燃料,这些燃料占美国运输总燃料的25%。为支持生物燃料产业的发展,能源部计划提供资金用于生物燃料产业的研发创新。2018年,美国能源部提供了8000万美元资助了36个涉及早期生物能源研究与开发的项目。2019年,美国能源部连续宣布了对生物能源项目的资助,且金额巨大,可以看出美国能源部对生物能源研究的重视。 一、植物和微生物领域生物能源和生物制品基因组学研究项目 2019年8月21日,美国能源部宣布资助的生物能源基因组研究包括植物基因组和微生物基因组研究。两个项目由科学办公室的生物和环境研究办公室发起,且已通过同行评审。 其中,分配给植物基因组研究的经费为2900万美元,重点研究加大对生物能源和生物产品原材料植物的基因功能认知,拓宽对植物基因的认知范畴。该项目旨在通过确定植物基因组特定区域之间的联系,改善作物产量,提高生产率。分配给微生物基因组的研究经费为3500万美元,旨在更深刻地理解微生物在土壤和环境中的养分获取机制,及其在塑造地球生态环境中的作用。研究同时拓展到微生物如何改善潜在土壤的机制方面。 能源部指出,基因组学的发展有利于研究人员更深入理解生物系统的控制因素,并有助于改进生物能源和生物产品的作物,加深对特定环境系统内复杂和相互作用的生物过程的认识。本次拨款的大多数项目由多研究机构合作完成(如多个能源部国家实验室)。 二、生物能源研发项目 为进一步促进生物能源的研究与开发,美国能源部2019年10月1日宣布资助10个主题的35个生物能源研究与开发项目,项目总金额为7300万美元,具体研究主题及目的如下: (1)藻类培养强化过程主题,主要研究藻类系统技术,提高藻类产量和质量。 (2)生物质组分变异性和原料转化界面主题,主要研究提高生物质加工和预处理的可靠性。 (3)高效木材加热器主题,旨在开发减少排放并提高住宅供暖的木材加热器效率的技术。 (4)先进碳氢化合物生物燃料技术的系统研究主题,主要研究在实验模型系统中集成新技术和新工艺,降低生物燃料成本。 (5)生物衍生航空燃料混合物的优化主题,识别并开发具有竞争力的可再生航空燃料,提高能量密度、降低颗粒物排放。 (6)来自城市和郊区废料的可再生能源主题,该主题领域重点研究如何利用城市和郊区的废物原料生产生物产品。 (7)先进的生物处理和灵活生物加工主题,主要研究利用合成生物学低成本密集方法和连续生产系统,降低生物燃料产品制造过程的成本,缩短加工时间,提高生产效率。 (8)碳循环经济中的塑料主题,研究具有高性能和循环性的生物基塑料,降低回收成本和能源消耗。 (9)重新思考厌氧消化主题,研究如何降低湿废料系统的成本,开发可替代策略。 (10)减少生物能源中的水、能源消耗和排放主题,研究开发新的生物燃料或生物产品,从而更有效地减少水和能源的消耗。 35个项目中,大学和研究院项目占2/3,公司项目占1/3。10大主题领域得到资助的项目中有4个主题领域全部来自高校,即生物质组分变异性和原料转化界面主题、来自城市和郊区废物的可再生能源主题,重新思考厌氧消化主题,减少生物能源中的水、能源消耗和排放主题;而高效木材加热器主题得到资助的项目全部来自公司,剩下的5个主题中既有来自大学和研究院的项目,也有来自公司的项目。美国能源部资助金额最高的研究项目是“电强化法将湿废物转化为甲烷以外的产品”,来自科罗拉多州大学,该项目资助金额高达500万美元。该项目的总体目标是通过使用廉价、可再生的电子驱动厌氧消化的靶向途径使湿有机废物价值化。 此次资助的项目旨在生产高性价比的生物燃料,并使可再生汽油、柴油和航空燃料等生物燃料与现有的加油基础设施和车辆在多种运输方式下都能兼容。这些项目将有利于降低购买生物燃料的价格,减少生物质发电的成本,并可从生物质或废弃物资源中获得高价值产品。同时为美国创造新的就业机会,并促进经济发展,保障能源安全。 来源:中国科协创新战略研究院《创新研究报告》第13期(总第345期)2020-03-06 编译:巩玥 王永杰 曹学伟