宾夕法尼亚州大学公园— 宾夕法尼亚州立大学获得了 REMADE 研究所(由能源部建立的公私合作伙伴关系)的 340 万美元合同，以资助针对目前用于处理和升级混合塑料废物的低效方法的研究. 该项目是 REMADE 最近资助的 22 个项目之一。该项目将获得 170 万美元的联邦资金以及项目合作伙伴额外分摊的 170 万美元的费用。

对所有大规模生产的塑料进行的全球分析发现，迄今为止，全世界估计总共生产了 83 亿吨原生塑料。截至 2015 年，79% 的含有大量有害化学物质的塑料垃圾被堆积在垃圾填埋场或自然环境中，其中大约 12% 被焚烧，只有 9% 被回收利用。

升级回收是一种回收过程，其中最终产品的价值高于被丢弃的原始物品。由能源工程和化学工程助理教授 Hilal Ezgi Toraman 领导的研究小组正在开发一种灵活的两阶段化学回收工艺，该工艺可分解多种塑料，然后转化为可用于制造新产品的有价值的化学品。

通过“通过顺序热解和催化升级对混合 PET/聚烯烃流的化学回收”的资助，跨学科团队将同时评估将提议的工艺从实验室带到工业规模的财务和环境可行性，基于综合技术经济分析和生命周期评估工具。

“目前的商业流程要么低于必要的规模，要么仅适用于单一塑料类型，而不适用于混合塑料，”托拉曼说，他还拥有地球与矿物科学学院的 Virginia S. 和 Philip L. Walker Jr. 教师奖学金. “当你考虑到塑料的绝对数量时，开发一种通过接受混合的、动态的塑料投入来最大限度地减少商业实施所需步骤的工艺——有巨大的潜力对经济和环境产生重大影响。”

开发新的升级回收过程的第一步取决于更好地理解动态塑料废物混合物如何在化学回收过程中分解和相互作用。基于 Toraman 过去的工作，塑料废物的分解将通过微热解装置中的高温进行。该研究重点关注在多层包装、地毯残留物和薄膜中发现的两种最常见的塑料，聚丙烯 (PP) 和聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)。

在建议的两阶段工艺中，第二步是使用低成本、稳定的催化剂将 PET、PP 混合物热解产物转化为有价值的化学品，如苯、甲苯、二甲苯和烯烃。

Toraman 指出，由于无法处理成分的复杂性，混合塑料的几种塑料升级回收方法都失败了。然而，该团队的模块化方法旨在为成功提供必要的灵活性，甚至可以通过动力学反应模型和模拟进行优化。

“这个两阶段的过程有可能彻底改变塑料回收，”托拉曼说。“然后可以针对广泛的塑料废物流量身定制系统设计，并且可以实施预测性设计决策以减少能源需求和温室气体排放。”

REMADE 共向 22 个项目提供了约 3260 万美元的新技术研究，从其第四次征求建议书，旨在加速国家从当前的线性“制造-消费-丢弃”经济向更可持续、循环的经济转型经济侧重于再利用、再循环、升级循环。

“我们的使命是减少能源消耗和排放，同时提高的制造业竞争力，”REMADE 首席执行官 Nabil Nasr 说。

Toraman 希望这项研究能够克服劳动密集型分拣和处理实践的关键障碍，并推动约翰和威利利昂家族能源和矿产工程部在地球资源回收、加工和利用方面的环境责任使命。

REMADE 由能源部于 2017 年成立，成员组织来自工业界、学术界、国家实验室、贸易协会和非营利实体，旨在加速向循环经济的过渡。

该团队的其他成员包括宾夕法尼亚州立大学教授：化学工程助理教授 Konstantinos Alexopoulos;Michael Janik，副系主任，化学工程教授;Prasenjit Mitra，信息科学与技术教授;Robert Rioux, Friedrich G. Helfferich 化学工程教授;和石瑞，化学工程助理教授。来自西北大学的Linda Broadbelt，副院长兼化学与生物工程教授也是团队成员。

该项目的其他贡献者包括 Siemans Process Systems Enterprises 和 Shaw Industries Group Inc.。