在 COVID-19 大流行期間，每月有數千噸用過的外科口罩被丟棄，而沒有真正的管理理念。儘管世界已經成功度過了關鍵時期，但必須開發嚴肅的工業生態解決方案來處理這些廢棄物。

考納斯理工大學 (KTU) 和立陶宛能源研究所的研究人員正在研究以下可能性：設計一種外科口罩廢棄物管理解決方案電漿氣化作為一種環保能源技術，將外科口罩廢棄物轉化為清潔能源產品。

經過一系列的實驗，他們獲得了含有高豐度的合成氣（又稱合成氣）。氫。他們的研究是發表在國際氫能雜誌。

「將廢物轉化為能源的方法有兩種——將固體廢物轉化為液體產品或氣體。氣化可以將大量廢物轉化為合成氣，合成氣與天然氣類似，是多種氣體（例如氫氣、二氧化碳、一氧化碳和甲烷）。在我們的實驗中，我們研究了這種合成氣體的成分，增加了它的氫氣濃度，進而提高了它的熱值。

對於轉換外科口罩研究人員將等離子氣化應用於有缺陷的FFP2口罩，這些口罩預先被粉碎成均勻的顆粒大小，然後轉化為在處理過程中易於控制的顆粒。

當 S/C（蒸氣與碳的比率）為 1.45 時獲得最高的氫氣產率。整體而言，所獲得的合成氣的熱值比生物質產生的合成氣高 42%。

改進傳統的廢棄物管理技術

優素福的研究團隊由來自兩個立陶宛研究機構KTU和立陶宛能源研究所的科學家組成，他們正在研究回收和廢棄物管理的主題，並一直在尋找大量存在且具有獨特結構的廢棄物。在他們的工作中，他們對煙頭、用過的風力渦輪機葉片和紡織廢料進行了熱解實驗，這些實驗都顯示出在升級和商業化方面有希望的結果。然而，這一次，對於外科口罩的回收，卻採用了不同的方法。

「氣化是一種傳統的廢物處理技術。與熱解不同，熱解仍然是一種新興的方法，我們不需要在基礎設施建設上進行太多投資。我們應用於外科口罩分解的電弧等離子體氣化意味著：在電弧等離子體產生的高溫下，我們可以分解面罩幾秒鐘內變成氣體。在熱解中，需要長達一小時才能獲得最終產品。在高級氣化中，這個過程幾乎是瞬時的，」Yousef 解釋道。

他表示，先進的氣化技術（例如等離子氣化）可以更有效地在合成氣生產中獲得更高濃度的氫氣（高達 50%）。此外，等離子體氣化降低了合成氣中焦油的含量，使其質量更高。

富氫氣體有較好的熱值

尤瑟夫表示，等離子氣化是獲得富含氫氣的合成氣的最佳方法之一。

「氫氣會增加合成氣體的熱值，」Yousef 解釋道，並繼續描述不同類型的氫氣：灰色是從天然氣或甲烷，綠色——來自綠色來源（例如電解），藍色——來自蒸汽重整。

“也許我們可以稱其為黑氫，因為它是由廢物製成的？”他半開玩笑地說。

合成氣收率約佔原料總量的95%。剩餘的產物是煙灰和焦油。分析表明，收集的焦油中的主要化合物為苯、甲苯、萘和苊。研究人員表示，它可以作為低碳排放的不同行業的清潔燃料。

煙灰是在等離子體的最後階段配製的氣化。其主要成分是黑炭，可在能源、廢水處理和農業方面有許多應用，或可用作複合材料中的填充材料。

研究人員認為，他們提出的外科口罩方法浪費回收利用具有很高的商業化潛力。根據KTU研究員尤瑟夫介紹，他們的主要目的是要獲得富含氫氣的合成氣。雖然氫氣可以從獲得的合成氣中分離出來，但它也可以作為氣體混合物使用。因此，它的熱值已經比生物質產生的熱值高一半。