Schauen Sie sich um. Wie viele PET-Flaschen haben Sie heute bereits verbraucht? Eins, zwei, vielleicht keines? Ich hoffe nicht für Flaschenwasser. Nun, im Laufe der Woche haben Sie sicherlich einige angesammelt. Wenn Sie sich fragen, wo sie landen werden (Sie werfen sie doch schließlich in die Recyclingtonne, oder?), gibt es Leute, die sich den Kopf darüber zerbrechen, wie sie tatsächlich verschwinden können. Nicht „verschwinden lassen“ im Sinne von „unter den Teppich kehren“, wie wir es seit Jahrzehnten tun, sondern sie in etwas Nützliches umwandeln. Und jetzt haben Forscher der Northwestern University eine Idee entwickelt, die die traditionelle Chemie des recycelten PET mittelalterlich erscheinen lässt: Sie nutzen die Luftfeuchtigkeit. Ja, Sie haben richtig verstanden. Die Luft, die Sie atmen.
Das PET-Problem und seine „elegante“ Lösung
Beginnen wir mit zwei Fakten. Wissen Sie, wer pro Kopf der weltweit größte Verursacher von Plastikverschmutzung ist? Die Vereinigten Staaten. Wissen Sie, wie viel recyceltes PET unsere Freunde in Übersee produzieren? Nur 5 %.
PET (Polyethylenterephthalat) stellt 12 % des weltweit verwendeten Kunststoffs dar, hauptsächlich in Flaschen und Lebensmittelverpackungen. Und hier ist der Forschung veröffentlicht am Grüne Chemie, Angeführt von Yosi Kratish e Tobin J. Marks der Northwestern University.
Anstatt extreme Temperaturen, giftige Lösungsmittel und energieintensive Prozesse zu verwenden, haben sich diese Wissenschaftler etwas viel Einfacheres ausgedacht: eine Molybdänkatalysator (wirtschaftlich und ungiftig) und Aktivkohle. Sie erhitzen die Mischung mit dem PET und setzen alles der Luft aus, nachdem die chemischen Bindungen aufgebrochen sind. Die Luftfeuchtigkeit erledigt den Rest und verwandelt den Kunststoff in Terephthalsäure (TPA), ein wertvolles Monomer, das für neue Produkte wiederverwendet werden kann.
Außergewöhnliche Ergebnisse und Zukunftsaussichten
„Das Besondere an unserer Forschung ist, dass wir die Luftfeuchtigkeit zum Abbau von Kunststoffen genutzt haben, was zu einem außergewöhnlich sauberen und selektiven Prozess geführt hat. Durch die Rückgewinnung der Monomere, der Grundbausteine von PET, können wir diese recyceln oder sogar in höherwertige Materialien umwandeln.“
Die Zahlen sind überwältigend: in nur 4 Stunden, Durch den Prozess werden 94 % des möglichen TPA zurückgewonnen. Der Katalysator ist wiederverwendbar, ohne an Wirksamkeit zu verlieren. Und es funktioniert sogar mit gemischten Kunststoffen, Farbstoffen und echten Produkten wie Flaschen und Stoffen und wandelt sie in reines, farbloses TPA um.
Naveen Malik, Erstautor der Studie und jetzt Forscher am SRM Institute of Science and Technology in Indien, weist darauf hin, wie Die Atmosphäre enthält durchschnittlich 10.000–15.000 Kubikkilometer Wasser, eine perfekte Menge für diese Reaktion. „Zu viel Wasser würde den Prozess stoppen“, erklärt er. Kratisch.
„Es ist ein empfindliches Gleichgewicht, aber es stellt sich heraus, dass die Wassermenge in der Luft genau der Menge entspricht, die für die Herstellung von recyceltem PET erforderlich ist.“
Recyceltes PET – auf dem Weg zu einer neuen Idee der Kreislaufwirtschaft?
Ich denke gerne, dass diese Entdeckung einen Paradigmenwechsel hin zu einer echten Kreislaufwirtschaft darstellen könnte. Das Team arbeitet nun daran, den Prozess auf industrielles Niveau zu skalieren. Nichts weiter Mikroplastik in unseren Ozeanen? Es ist vielleicht noch zu früh, das zu sagen, aber dies ist die richtige Richtung.
In einer Welt, in der komplexe Lösungen oft neue Probleme schaffen, ist diese Einfachheit entwaffnend: Luft, ein kostengünstiger Katalysator und eine elegante chemische Reaktion. Drei Elemente, die das Schicksal von Millionen Plastikflaschen verändern könnten.
