Wegweisendes Upcycling: Hochwertige Kunststoffe aus Plastikabfall
Forscher des Oak Ridge National Laboratory haben ein Verfahren entwickelt, das Plastikabfälle in hochwertige Kunststoffe verwandelt. Durch gezielte Umstrukturierung der Polymerketten könnte dieses innovative Verfahren die Zukunft des Recyclings revolutionieren und aus Müll ein lukratives Geschäft machen. Jährlich werden 450 Millionen Tonnen Plastikmüll produziert, aber nur ein Bruchteil recycelt.
28.01.2025
Wissenschaftler:innen des Oak Ridge National Laboratory (ORNL) haben eine Methode erfunden, die es ermöglicht, aus Kunststoffabfällen neue Kunststoffe zu gewinnen, deren Qualität die des ursprünglichen Materials übersteigt. Dieses Upcycling könnte sich somit als profitables Geschäft erweisen. Jährlich entstehen weltweit 450 Millionen Tonnen Plastikmüll. Davon werden lediglich neun Prozent recycelt, während der überwiegende Teil verbrannt, deponiert oder in den Ozeanen landet.
CRISPR zur Bearbeitung
Das ORNL-Prinzip: Die Bestandteile, aus denen die Kunststoffe gefertigt sind, werden getrennt und neu kombiniert, wobei darauf geachtet wird, dass die resultierenden Materialien überlegene Eigenschaften im Vergleich zu den ursprünglichen Kunststoffprodukten aufweisen. Die Struktur der neuen Polymerketten legt fest, wie robust, flexibel oder temperaturbeständig diese Kunststoffe sein werden.
„Das ist CRISPR für die Bearbeitung von Polymeren“, sagt ORNL-Chemiker Jeffrey Foster. CRISPR sei die „Genschere“, mit der Biotechniker DANN-Stränge zerstückeln, um sie neu zusammenzusetzen. Zu den wichtigsten Zielen dieser Technik gehört die Heilung von Krankheiten. „Anstatt Genstränge zu bearbeiten, bearbeiten wir Polymerketten. Das ist nicht das typische Kunststoff-Recycling, bei dem man das Material einfach schmelzen lässt und hofft, dass etwas Brauchbares entsteht.“
Erste Erfolge umgesetzt
Die Wissenschaftler:innen des Oak Ridge National Laboratory (ORNL) haben gezielt jene Kunststoffarten recycelt, die maßgeblich zur Ansammlung von Plastikabfällen beitragen. In mehreren Experimenten setzten sie sich mit flexiblem Polybutadien auseinander, das in der Herstellung von Gummireifen Verwendung findet. In weiteren Tests arbeiteten sie mit dem widerstandsfähigen Acrylnitril-Butadien-Styrol, aus dem unter anderem Spielzeuge, Computertastaturen, Lüftungsrohre, Schutzhelme sowie Verkleidungen und Formteile für Fahrzeuge und Küchengeräte gefertigt werden.
Der erste Schritt im Recyclingprozess besteht darin, den Plastikmüll zu zerkleinern. Anschließend wird dieser in Dichlormethan innerhalb von zwei Stunden bei einer Temperatur von 40 Grad Celsius aufgelöst. Die entstandenen Fragmente werden dann mit Hilfe eines Ruthenium-Katalysators neu strukturiert. Die Forscher:innen sind überzeugt, dass sie mit ihrem Ansatz einen wirtschaftlich tragfähigen Weg zur Wiederverwertung von Kunststoffen aufgezeigt haben.
