Từ chiếc ống hút đến chiếc ô tô, sản phẩm nhựa đã được tích hợp vào mọi khía cạnh của cuộc sống con người.Cho đến nay, gần 10 tỷ tấn nhựa đã được sản xuất trên toàn cầu, chỉ khoảng 10% được tái chế và lượng còn lại bị đốt hoặc thải bỏ tại các bãi chôn lấp hoặc môi trường tự nhiên.Do bản thân nhựa có tính trơ hóa học mạnh, phải mất ít nhất hàng trăm năm mới phân hủy hoàn toàn trong điều kiện tự nhiên, dẫn đến nhựa phế thải không ngừng tích tụ trong môi trường tự nhiên, gây nguy hại cho sức khỏe con người và môi trường sinh thái.Phương pháp chôn lấp rác thải nhựa truyền thống chiếm một lượng lớn tài nguyên đất, gây lãng phí tài nguyên nghiêm trọng và gây ô nhiễm thứ cấp cho đất, nguồn nước, khí quyển, v.v. Mỗi năm, 10 triệu tấn nhựa thải ra đại dương trên toàn thế giới, gây ra hậu quả nghiêm trọng mối đe dọa đối với sinh vật biển.Ngoài ra, ngành sản xuất sản phẩm nhựa tiêu thụ 8% tổng lượng xăng dầu của thế giới trong toàn bộ vòng đời của nó.Đến năm 2050, ngành công nghiệp sản xuất nhựa dự kiến ​​sẽ tiêu thụ khoảng 20% ​​nguồn tài nguyên dầu mỏ của thế giới và một lượng lớn nhựa bị loại bỏ cũng gây lãng phí tài nguyên lớn.Do đó, việc tái chế và sử dụng nhựa là cấp thiết.

Hiện nay, việc tái chế nhựa phế thải chủ yếu dựa vào tái chế vật lý, nhưng tái chế vật lý có những bất cập như loại nhựa được xử lý hạn chế, xử lý không triệt để, tỷ lệ sử dụng thấp, giá trị gia tăng thấp.Đồng thời, do hạn chế về mặt kỹ thuật, chất lượng nhựa tái chế ngày càng giảm sút, chỉ có thể phân hủy để sử dụng, cuối cùng vẫn là phế thải.Phương pháp này được gọi là tái chế xuống cấp.Ngược lại, phương pháp thu hồi hóa học tiến hành các phản ứng bẻ gãy dây chuyền dưới tác dụng của xúc tác enzyme hóa học hoặc sinh học, khử polyme nhựa phế thải thành monome.Các phân tử nhỏ monome này có thể được sử dụng làm nguyên liệu thô để điều chế các hóa chất khác, đồng thời cũng có thể được tái chế và tái trùng hợp thành nhựa, mang đến các giải pháp đột phá cho việc tái chế nhựa phế thải.Tuy nhiên, quá trình thu hồi hóa chất hiện nay chủ yếu dựa trên xúc tác nhiệt, thường đòi hỏi một lượng lớn năng lượng nhiệt tiêu thụ, dẫn đến lượng khí thải carbon nghiêm trọng và giải phóng nhiều loại khí độc và có hại.Do đó, nhu cầu cấp thiết là phát triển các chiến lược tái chế hóa học mới và bền vững đối với nhựa thải.

Gần đây, công nghệ xúc tác điện hóa dần trở thành điểm nóng nghiên cứu trong lĩnh vực vật liệu nano và hóa học năng lượng.So với các phương pháp xúc tác nhiệt truyền thống, xúc tác điện có các đặc điểm sau: (1) các loại hoạt động có thể được tạo ra tại chỗ trên điện cực thông qua sự tăng và giảm electron mà không cần thêm thuốc thử oxi hóa khử;(2) Phản ứng có thể được thực hiện ở nhiệt độ và áp suất phòng trong điều kiện nhẹ với yêu cầu thiết bị thấp và thu hồi chất xúc tác dễ dàng;(3) Điều chỉnh thế điện cực có thể kiểm soát độ chọn lọc và tốc độ phản ứng của Sản phẩm, đồng thời giảm hoặc tránh xảy ra phản ứng phụ;(4) Năng lượng điện có thể được chuyển đổi từ năng lượng tái tạo xanh như năng lượng mặt trời, thủy điện, năng lượng gió, năng lượng thủy triều… phù hợp với quan điểm phát triển bền vững.Do đó, công nghệ cải cách xúc tác điện được thúc đẩy bởi điện tái tạo là một trong những kế hoạch lý tưởng để hiện thực hóa việc sử dụng nhựa phế thải có giá trị cao.

Gần đây, các nhà nghiên cứu từ Viện Công nghệ Vật lý và Hóa học thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã đề xuất chiến lược nâng cấp và tái chế nhựa thải bằng xúc tác điện.Lấy polyetylen terephthalate (PET) làm ví dụ, thông qua công nghệ cải cách điện và nước làm môi trường, PET có thể được chuyển đổi và nâng cấp thành axit glycolic có giá trị gia tăng cao và hydro có độ tinh khiết cao, mang đến một hướng đi mới cho vật liệu bền vững và có giá trị cao. tận dụng nhựa PET phế thải.