廢塑膠回收新突破！美韓研發免分類製氫技術，兼顧循環經濟與碳封存
科技產業資訊室(iKnow) - 黃松勳 發表於 2026年7月30日
圖、廢塑膠回收新突破！美韓研發免分類製氫技術，兼顧循環經濟與碳封存
塑膠廢棄物回收率長期偏低，其中最大的瓶頸之一，在於不同塑膠材質必須先完成分類，才能進入後續回收程序，不僅耗費大量人力與成本，也使全球塑膠回收率始終難以提升。近期，美國加州大學洛杉磯分校（UCLA）與韓國梨花女子大學（Ewha Womans University）共同發表最新研究，提出一項可直接處理混合塑膠的新製程，不僅免除分類步驟，更能同步生產純度超過90%的氫氣，同時將碳固定於固體礦物中，為塑膠循環利用與潔淨氫能發展提供新的技術方向。
研究成果已刊登於《Proceedings of the National Academy of Sciences》（PNAS），引起能源與循環經濟領域高度關注。相較於傳統高溫氣化技術需要700°C以上甚至更高溫度，以及較高操作壓力，新技術可在300至400°C便開始產氫，不僅降低能源消耗，也大幅簡化設備需求，有助於改善塑膠回收與氫能生產兩項長期存在的技術瓶頸。
此項技術的核心為「鹼性熱處理」（Alkaline Thermal Treatment, ATT），利用氫氧化鈉在加熱條件下與塑膠反應，直接將塑膠中的氫元素轉化為高純度氫氣。研究團隊將最常見的三種塑膠，包括寶特瓶使用的PET、塑膠袋常見的PE，以及食品容器廣泛採用的PP，同時投入單一反應器處理，成功突破傳統必須依材質分類回收的限制。研究顯示，產生的氫氣純度超過90%，顯示此方法具備相當高的能源利用潛力。
研究也發現，不同塑膠材料的化學結構會影響產氫效率。PET本身含有氧原子，因此可直接參與ATT反應；然而PE與PP主要由碳氫鍵構成，化學性質較為穩定，因此研究團隊加入「熱氧化前處理」（Thermal Oxidation Pretreatment），先以空氣短時間加熱，使塑膠表面形成含氧官能基，再進行ATT反應，大幅提升PE與PP的反應效率，使三種塑膠皆能有效產氫。
除了提升產氫效率之外，此技術另一項重要特色，在於兼具碳封存能力。研究指出，反應過程中釋放出的碳並未直接形成二氧化碳排放，而是與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉，後續還可進一步轉化為碳酸鈣等固態礦物。研究結果顯示，超過75%的塑膠原始碳元素最終保留於穩定固體或液態殘留物中，進入氣體階段的比例不到13%，直接排放至大氣中的碳極低，兼顧能源回收與減碳效益。
相較於目前其他低溫塑膠製氫技術，例如光催化重整（Photoreforming）或電化學轉換，多半僅適用於PET等含氧塑膠，而高溫氣化雖可處理混合塑膠，卻伴隨大量二氧化碳排放。ATT技術則兼具三項優勢：可直接處理混合塑膠、操作溫度較低，以及反應過程具備碳固定能力，因此被視為兼顧循環經濟與低碳能源的重要突破。
不過，研究團隊也坦言，目前成果仍屬實驗室規模驗證，距離商業化仍有不少挑戰。其中最大的問題在於整體經濟效益尚未完成評估，包括氫氧化鈉屬於反應物而非催化劑，反應後需回收再利用；前處理程序亦需額外能源投入，因此未來仍須透過製程最佳化、成本分析與放大驗證，確認是否具備產業化可行性。
若ATT技術未來成功完成商業化，不僅有機會降低塑膠回收前端分類成本，也可能重塑廢棄物資源化的商業模式，將塑膠廢棄物轉化為潔淨氫能與固態碳資源，形成兼具減碳、能源供應及循環經濟價值的新型產業鏈。然而，其真正能否成為下一代廢塑膠回收與氫能技術的關鍵，仍取決於放大製程、化學品循環利用效率、整體成本競爭力，以及與現有回收及氫能基礎設施的整合能力。若上述挑戰獲得突破，此技術將有望成為推動淨零排放與資源循環的重要技術平台。(1283字)
參考資料：
Selective and direct hydrogen generation from mixed plastic waste via alkaline thermal treatment with inherent carbon storage. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2026/7/6
New process turns mixed plastic waste into hydrogen fuel without sorting. UCLA Newsroom, 2026/7/14
Scientists Turn Plastic Waste Into Clean Hydrogen Fuel. SciTechDaily, 2026/7/24
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