廢棄塑膠升級再造 變身安全食物

編譯／韋士塔

困擾全球數十年的塑膠廢棄物與永續資源危機，可望迎來歷史性突破；南伊利諾大學卡本代爾分校（SIUC）與美國橡樹嶺國家實驗室（ORNL）研究團隊分別發表震撼學術界與產業圈的「塑膠升級再造」（Plastic Upcycling）成果，將塑膠廢棄物轉化為燃料，甚至食物，除降低塑膠對環境的衝擊，為塑膠廢棄物開闢高價值的循環經濟解方，也為未來深空探索、災害救援、全球糧食及能源安全奠定重要基礎。

SIUC副教授拉賈亞科迪（Lahiru Jayakody）提出極具前瞻性的構想，「塑膠是碳，食物也是碳，為什麼不把廢棄塑膠做成食物？」這項研究源自美國國家航空暨太空總署（NASA）的「深空食物挑戰賽」（Deep Space Food Challenge），旨在為資源極度匱乏的火星殖民、月球基地或潛艇等極端環境，提供可持續的營養補充方案。

研究團隊指出，常見於汽水與礦泉水瓶的PET塑膠，結構堅固，他們採用「氧化熱液溶解法」（OHD），利用高溫高壓的水與氧氣，將PET與玉米莖葉等植物生質分解成微生物可吸收的小分子化學底物，再利用基因改造的酵母菌株，賦予這些原料誘人香氣與維生素A前驅物「β-胡蘿蔔素」，使原料呈現金黃色澤與豐富營養。

最終，團隊將微生物產出的蛋白質、脂肪與脂肪酸，結合纖維、澱粉與甜味劑，透過3D列印機製作「μBites」餅乾。初步數據證實，這種餅乾符合人體食用安全標準，在災難或資源受限條件下，將是重要的糧食替代品。賈亞科迪指出，2050年全球糧食需求預計將增加35%至56%，微生物食品將是解決飢餓難題的重要解方。

另一方面，科學家持續嘗試將數量龐大的塑膠廢棄物轉化為能源。傳統「熱解法」須在高達450℃至500℃的極端高溫下進行，且極度依賴昂貴的鉑、鈀等貴金屬催化劑與外加氫氣。

ORNL的研究團隊，延續該實驗室自1960年代核反應爐實驗積累的熔鹽技術，開創出「氯化鋁熔融鹽低溫煉油法」，在低於200℃的條件下，即可引發長鏈裂解，將聚乙烯降解為汽柴油燃料。

研究團隊指出，這項技術不須使用昂貴的鉑金催化劑與高壓氫氣，直接以廉價且市售易得的氯化鋁無機鹽類作為反應介質兼催化劑，極具商業成本優勢。塑膠廢棄物可轉化為類似汽油的輕質烴類化合物及高品質柴油。

目前該技術唯一的物理瓶頸是鋁基熔鹽易吸水水解，但團隊已著手研發以鹵素或碳基材料進行包覆封存的新型分離技術。由於原料均為極廉價的消費後塑膠廢料與無機鹽，未來若擴展至工業規模，將徹底改寫全球石油化學與塑膠回收產業。