舜网-济南日报
2026-04-20 07:32:21
近日，济南市5150高层次人才、山东省农业科学院研究员彭立增，在国际顶级综合性学术期刊《科学》发表了一篇文章，聚焦全球电子废弃物跨境贸易所引发的环境问题，引来诸多关注。
废品，被称为“放错地方的资源”，利用不好却在反噬污染环境。近期，中东局势紧张，霍尔木兹海峡通航不畅，国际能源、资源价格高企，能源多元化再次被关注;这倒逼科技领域，一个个废品再利用，能源、资源领域的创新在诞生!
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《科学》杂志 关注“洋垃圾”走私
海关查获进口电子垃圾。彭立增与海南大学青年教师靳川的研究指出，2022年，全球约有51亿千克的电子废弃物发生跨境流动，其中近90%流向发展中国家。这些废弃物主要从欧美等发达国家流向非洲、南美和亚洲地区，对当地生态环境和公众健康造成严重威胁。
彭立增在文章中系统分析了全球电子废弃物流动背后的经济驱动机制和制度缺陷，呼吁发达国家和跨国企业，切实承担源头责任，从生产端减少废弃物产生，加强本国废弃物规范化管理，防止环境与健康成本向发展中国家转移。
同时，研究还建议进一步强化《巴塞尔公约》的执行力度，完善跨境物质流追踪和法律问责机制，并加大对发展中国家安全回收基础设施建设、技术转移及非正规部门规范化转型的支持力度，推动构建更加公平、可持续的循环经济体系。
《科学》杂志关注的电子废弃物跨境流动，其实与“洋垃圾”走私密切相关，我国也深受其害。我国禁止以任何方式进口“洋垃圾”，禁止境外“洋垃圾”在我国倾倒、堆放、处置。进口企业应严格遵守《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》及相关法律法规规定，对于违法将境外“洋垃圾”输入境内的，由海关依法责令退运并处以罚款。构成犯罪的，将依法追究刑事责任。
然而，法律规定虽然严厉，但“洋垃圾”走私依然不断。近日，青岛海关所属黄岛海关关员在对一批进口货物进行查验时，发现集装箱中夹藏圆柱形旧胶辊8件，胶辊磨耗老化严重，辊轴、轴承有明显锈蚀、破损。经鉴定，上述旧胶辊属于国家禁止进口的“洋垃圾”，共计1.68吨。2025年，青岛海关累计查获非法入境“洋垃圾”7705.09吨。
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废塑料变氢气“太阳能”可行
其实，世界上没有废品，只有放错了位置的资源。近一个多月以来，科技界涌现出了多个“变废为宝”的创新。比如塑料，是不容忽视的白色污染，有数据显示，全球每年塑料产量4亿吨以上，只有约18%被回收利用，其余要么被焚烧、污染大气，要么被填埋或泄漏到自然生态系统中，可在环境中存在数十年甚至上百年。
近日，《焦耳》杂志发表了英国剑桥大学团队最新研究成果，一种新型太阳能反应堆，可以“以废治废，变废为宝”，首先从废旧汽车的铅酸蓄电池中提取废酸，并利用这些废酸，将饮料瓶、尼龙织物及聚氨酯泡沫等难回收塑料“拆解”，高效转化为清洁氢气和高附加值的工业化学品，如乙酸等。此项“太阳能酸光重整技术”，有望破解全球“塑料围城”难题。
坦白来讲，利用“酸解法”降解塑料，也不是什么新鲜事儿，业界普遍存在，但成本高，缺乏一种可量产且耐强酸腐蚀的光催化剂。本次创新的关键突破在于，研究人员设计了一种不含贵金属的高效光催化剂，它既能抵御酸液的强烈侵蚀，又能巧妙“变废为宝”，有效利用原本需中和废弃的蓄电池废酸。
该方法由太阳能驱动，成本比现有化学方法低得多，且酸液可重复利用;具体步骤为：先以废酸预处理塑料，打断其冗长的聚合物链，将其解聚为乙二醇等基础分子片段;随后在日光照射下，光催化剂将其转化为氢气与乙酸(食醋主要成分)。实验室数据显示，该反应器产氢效率显著，乙酸合成选择性极高，且连续稳定运行逾260小时，性能毫无衰减。
该工艺兼容性极强，不仅适用于常规塑料，更能高效处理尼龙、聚氨酯等现行回收体系难以企及的“硬骨头”。此外，该技术不仅兼容高纯度试剂酸，更能无缝对接废旧蓄电池废酸。未来或许可以在社区里建一个小型装置，把收集来的塑料瓶扔进去，加上回收的废酸，太阳一晒，就能产出氢气和醋酸。这样既处理了垃圾，又产生了能源和化学品，还产生了经济收益。
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海水直接制氢 我国有新突破
除了废品再利用领域的“变废为宝”，在国际油价高企的背景下，新能源领域的技术创新更是突飞猛进。近日，国际顶级期刊《自然综述:清洁技术》发表了题为《关于直接海水电解：从微观机理到宏观工程》的文章，首次系统打通从微观反应机制到宏观工程放大的全链条认知，创新性提出海水直接电解制氢规模化产业化应用的系统评估框架，为“海洋绿氢”产业发展提供了核心理论支撑。
这篇文章的作者为中国工程院院士谢和平团队。氢能被誉为21世纪重要的终端能源之一。传统制氢领域面临两大产业困局：化石能源制氢，碳排放巨大，与“双碳”目标不符;纯水电解制氢，受电力、淡水双重约束，规模化受限。海水直接制氢可打破能源供给对地域资源的深度依赖，成为推动各国能源自主安全体系变革的核心战略突破口。
然而，国际海水直接制氢研究大多聚焦于催化剂改性、非对称电解和膜孔筛分，始终未能彻底解决海水复杂组分引发的析氯副反应、催化剂失活、系统腐蚀等行业共性难题。同时，多数研究基于理想状态，导致实验室成果与工程化应用之间存在巨大鸿沟，成为制约海水制氢规模化落地的核心瓶颈。
针对这些痛点，谢和平团队系统解析微观反应机制，明确复杂离子环境对系统稳定性与能效的影响机理，结合国际技术路线分析工程放大适用性，首次建立微观与宏观运行的关联准则，填补了基础研究与工程应用脱节的空白。
该成果首次建立覆盖材料、界面、装置、海洋环境、可再生能源适配的系统评估框架，为技术优化、工程设计、规模化放大提供可量化指导标准，标志着海水制氢从单一指标探索，迈入系统化、工程化、产业化新时代。
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工业微生物“晒太阳”合成生物
光合作用，大家都学过，就是绿色植物利用太阳光能，将二氧化碳和水转化为有机物，并释放氧气的过程，本质是将光能转化为化学能，制造了物质，然而，在这种自然状态下，转化效率是较低的，有研究表明，通常不足1%。此外，工业生产中常用的大肠杆菌、酵母等微生物，无法直接利用光能，必须依赖光合生物合成的糖等作为能源，整体光能利用效率通常低于0.05%，在“太阳能—光合生物—糖—微生物—产品”的传统路径中，大量能量被层层消耗。
如果能够跳过“光合生物中转站”，让工业微生物直接利用太阳能合成化学品，太阳能向生物制造体系的转化效率和产物多样性将大幅提升。让微生物真正“用光造物”，是合成生物学与能源科学交叉领域的重要前沿方向之一。
近日，中国科研团队在《自然·可持续发展》上发表最新研究成果，他们成功构建出一种人工光合工程细胞，使非光合工业微生物能够直接利用太阳能，驱动废弃碳源向高附加值化学品高效转化，为非粮碳源生物制造和绿色低碳产业转型提供了新的技术路径。相比传统依赖糖类原料发酵或在体系中自行合成杂合体的生物制造方法，这种新型人工光合工程细胞能够显著减少温室气体排放、降低生产成本，表现出良好的环境可持续性和产业化潜力。
其实，关于提升光能转化效率，各方都在努力。最近，瑞士科学家在《自然》杂志刊发研究报告称，他们巧妙融合钙钛矿与硅材料，打造出一款新型“三明治”结构太阳能电池。这款电池底层为硅基，中层与顶层则沉积着钙钛矿薄膜，光电转化效率高达30.02%，远超此前27.1%的认证纪录。
