莱斯实验室将玻璃纤维增强塑料转化为

根据发表在《自然可持续发展》上的一项研究，莱斯大学的研究人员与合作者开发出一种新型节能升级改造方法，可将玻璃纤维增强塑料（GFRP）转化为 。

玻璃纤维增强塑料是一种坚固耐用的复合材料，广泛应用于飞机零件、风车叶片等各种领域。但坚固的特性也使其变得难以处置。

化学及材料科学与纳米工程学教授James Tour说：“玻璃纤维增强塑料用于制造非常大的东西，在大多数情况下，我们最终会把飞机的机翼结构或风力涡轮机的风车叶片整个埋进垃圾填埋场。这样处置玻璃纤维增强塑料是不可持续的。直到现在，还没有回收利用它的好办法。”

虽然有些人试图利用焚烧或溶解来开发处理玻璃纤维增强塑料的方法，但在James Tour实验室工作的博士后研究助理Yi Cheng表示，这种工艺并不理想，因为需要大量资源，而且会造成环境污染。

Yi Cheng表示：“这种材料的玻璃纤维表面有塑料，焚烧塑料会产生大量有毒气体。试图溶解玻璃纤维增强塑料也存在问题，因为溶剂会产生大量酸或碱废物。我们希望找到一种更环保的方法来处理这种材料。”

James Tour的实验室已利用闪速焦耳加热开发出新的废物处理和回收应用，并因此占据头条新闻。闪速焦耳加热技术是一种将电流通过电阻适中的材料，使其迅速加热至极高温度并转化为其他物质的技术。James Tour表示，他从美国国防部高级研究计划局的同事那里了解到处置玻璃纤维增强塑料所涉及的问题时，就认为这种涡轮加热可以将玻璃纤维增强塑料转化为 。

James Tour说：“我们已经知道，如果通过闪速焦耳加热技术来加热金属氯化物和碳的混合物，我们就能得到金属碳化物，在一次演示中，我们制得了 。因此，我们能够利用这项研究，提出一种将玻璃纤维增强塑料转化为 的工艺。”

新工艺将玻璃纤维增强塑料磨成塑料和碳的混合物，并在必要时加入更多的碳，使混合物具有导电性。然后，研究人员使用两个电极对其施加高压，使其温度升至1600-2900摄氏度。

James Tour解释道：“高温有利于塑料和碳转化为 。我们可以制造出两种不同的 ，用于不同的用途。事实上，其中一种 作为电池阳极材料时，显示出卓越的容量和速率性能。”

虽然这项初步研究是在实验室规模上进行的概念验证测试，但James Tour和同事们已经开始与外部公司合作，扩大该工艺的规模，以便更广泛地使用。升级改造玻璃纤维增强塑料的运营成本低于0.05美元每公斤，比焚烧或溶解便宜得多，而且还更加环保。

James Tour表示，要适当扩大这一新型闪速升级改造方法的规模，还需要时间和良好的工程设计。

此研究得到了美国空军科学研究办公室（FA9550-22-1-0526）、美国陆军工程兵团（W912HZ-21-20050）、莱斯大学的支持。