Eine neue Methode verwandelt Kunststoff in eine nachhaltige Version.

Oct 30, 2023

fotoblend/Pixabay

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Wissenschaftler haben eine neue Technik entwickelt, die Polyethylen (PE), den am häufigsten produzierten Kunststoff, in Polypropylen (PP), den am zweithäufigsten produzierten Kunststoff, umwandelt.

Ziel dieses Prozesses ist die Reduzierung der Treibhausgasemissionen. „Die Welt braucht mehr und bessere Möglichkeiten, Energie und molekularen Wert aus ihren Kunststoffabfällen zu gewinnen“, sagte Susannah Scott, Co-Hauptautorin der Studie und angesehene Professorin und Mellichamp-Lehrstuhlinhaberin für nachhaltige katalytische Verarbeitung an der UC Santa Barbara. Diese neue Studie wurde im Journal of the American Chemical Society veröffentlicht.

In der Forschungsstudie sagt Scott, dass es neben den derzeit verwendeten herkömmlichen Methoden eine bessere Möglichkeit gibt, Kunststoffe zu recyceln. Diese traditionellen Recyclingmethoden erzeugen minderwertige Kunststoffmoleküle und bieten wenig Anreiz, die riesigen Mengen an Kunststoffabfällen zu recyceln, die in den letzten Jahren entstanden sind.

Die Lösung für dieses wachsende Problem der Bildung synthetischer Abfälle besteht darin, „Polyethylen in Propylen umzuwandeln, das dann zur Herstellung eines neuen Polymers verwendet werden kann. [So] beginnen wir mit dem Aufbau einer Kreislaufwirtschaft für Kunststoffe“, sagte Scott. Der Studie zufolge kann das Upcycling von Polyethylen zu Polypropylen dieses synthetische Material zu einem nachhaltigen Material machen. Diese Technik kann den Entsorgungsprozess von Kunststoffen verbessern.

Mit dieser Methode wollen die Forscher letztlich einen kontinuierlichen Kreislauf der Wiederverwendbarkeit von Kunststoffen schaffen.

Das Team erklärte, dass diese Methode, ein Material in eine andere, nachhaltigere Version umzuwandeln, aufgrund ihrer „theoretischen Modellierung“ vielversprechend sei und dazu beitrage, den CO2-Fußabdruck für die Zukunft zu verringern. Die Forscher haben eine Struktur erstellt, die es dem Team ermöglicht, die Skalierbarkeit des Projekts vorherzusagen. „Wir haben bewiesen, dass es experimentell auf eine Weise durchgeführt werden kann, die skalierbar und möglicherweise auf die aktuellen Anforderungen der Industrie anwendbar ist“, sagte Damien Guironnet, Co-Hauptautor und Professor für chemische und biomolekulare Technik in Illinois.

Er erklärte: „Wenn wir einen erheblichen Teil der über 100 Millionen Tonnen Plastikmüll, die wir jedes Jahr erzeugen, recyceln wollen, brauchen wir Lösungen, die hoch skalierbar sind.“

Die Forscher bauten außerdem einen Reaktor, der einen konstanten Propylenfluss erzeugt, der mit der aktuellen Technologie problemlos in PP umgewandelt werden kann, wodurch diese Entdeckung „skalierbar und schnell umsetzbar“ ist. Dies ist von Bedeutung, da das Forschungsteam möchte, dass seine Erkenntnisse letztendlich in größerem Maßstab genutzt werden, um der Umweltverschmutzung auf der ganzen Welt ein Ende zu setzen.

Obwohl sich die Forschung als wirksam erwiesen hat, möchten die Wissenschaftler schneller zu Ergebnissen kommen. „Nachdem wir den Machbarkeitsnachweis erbracht haben, können wir damit beginnen, die Effizienz des Prozesses zu verbessern, indem wir Katalysatoren entwickeln, die schneller und produktiver sind und so eine Skalierung ermöglichen“, sagte Scott.

Ziel dieser Studie ist es, den technologischen Ansatz für wiederverwendbare Kunststoffe voranzutreiben und insbesondere Polyethylen (PE) in Polypropylen (PP) umzuwandeln. Mit anderen Worten: Wie kann man die Plastikverschmutzung beseitigen und umweltfreundlicher machen? Die Forscher begannen mit der Umwandlung von PE, das 29 % des weltweiten Kunststoffverbrauchs ausmacht. Mithilfe eines Katalysators wandelten sie PE in Propylen um, eine Zutat zur Herstellung von PP, das etwa 25 % des weltweit verwendeten Kunststoffs ausmacht. Diese bahnbrechende Studie würde es Wissenschaftlern ermöglichen, PP in PE umzuwandeln und so einen wiederverwendbaren Kreislauf für Kunststoffe zu schaffen und die Kunststoffverschmutzung zu reduzieren.

Angesichts der drastischen Auswirkungen des Klimawandels und der globalen Erwärmung auf unseren Planeten ist die Schaffung eines Prozesses zur Beseitigung von Kunststoffabfällen und deren Upcycling in etwas Nachhaltigeres ein großer Schritt in die richtige Richtung.