Forscher der Tokyo Metropolitan University haben eine neue Methode entwickelt, um Kunststoffabfälle aus Polyethylenterephthalat (PET), die in Flaschen und Textilien enthalten sind, in wertvolle chemische Verbindungen zu zerlegen. Der Prozess nutzt einen leicht verfügbaren Eisenkatalysator und übliche Alkohole und stellt einen potenziell bedeutenden Schritt in Richtung einer Kreislaufwirtschaft für Kunststoffe dar.
Das Problem mit Plastikmüll
Plastikverschmutzung ist ein dringendes Umweltproblem. Obwohl es mechanisches Recycling (Wiederverwendung von Kunststoff in seiner ursprünglichen Form) gibt, verschlechtert sich dadurch im Laufe der Zeit häufig die Materialqualität. Chemisches Recycling – das Zerlegen von Kunststoff in seine Bausteine – wird als nachhaltigere Lösung angesehen, doch bestehende Methoden erfordern oft raue Bedingungen und teure Materialien.
Ein neuer Ansatz: Eisenkatalysierte Depolymerisation
Das Forschungsteam unter der Leitung von Professor Kotohiro Nomura hat eine Methode entwickelt, die PET effizient in seine Bestandteile – Terephthalsäurediester – zerlegt, wobei nur Eisen(III)-chlorid (FeCl3) als Katalysator und Alkohole als Lösungsmittel verwendet werden. Dieser Ansatz funktioniert bei moderaten Temperaturen (120–180 °C) und vermeidet den Einsatz starker Säuren oder Basen, wodurch er einfacher und umweltfreundlicher ist als viele bestehende chemische Recyclingverfahren.
Hauptvorteile der Methode
- Hohe Ausbeute: Das Verfahren erreicht eine nahezu vollständige Umwandlung von PET-Abfällen (99,7 % bis 99,9 % Ausbeute), selbst wenn es vergrößert wird.
- Selektivität: Das Verfahren zersetzt PET selektiv, auch in Mischungen mit anderen Materialien wie Baumwolle oder anderen Kunststoffen.
- Kosteneffizienz: Eisen(III)-chlorid ist ein kostengünstiger und weit verbreiteter Katalysator.
- Umweltfreundlichkeit: Der Prozess vermeidet aggressive Chemikalien und arbeitet bei moderaten Temperaturen.
Implikationen für eine Kreislaufwirtschaft
Diese Forschung bietet eine vielversprechende Lösung für die effiziente Umwandlung von Kunststoffabfällen in wiederverwendbare chemische Rohstoffe. Durch die Depolymerisierung von PET in seine Bausteine ermöglicht die Methode ein geschlossenes Kreislaufsystem, in dem Kunststoffabfälle in neue Produkte umgewandelt werden können, wodurch die Abhängigkeit von Neumaterialien verringert und die Umweltbelastung minimiert wird. Die Methode könnte besonders wertvoll für das Recycling gemischter Kunststoffabfallströme sein, bei denen mechanisches Recycling oft unpraktisch ist.
Förder- und Forschungskontext
Die Forschung wurde im Rahmen des CREST-Programms der Japan Science and Technology Agency (JST) durchgeführt und konzentrierte sich auf fortgeschrittenen Polymerabbau und chemisches Recycling. Dies deutet auf umfassendere Bemühungen in Japan hin, nachhaltige Lösungen für die Kunststoffabfallbewirtschaftung zu entwickeln.
Die Entwicklung dieser effizienten und selektiven chemischen Recyclingmethode stellt einen bedeutenden Schritt in Richtung einer stärker kreislauforientierten Kunststoffwirtschaft dar und bietet einen gangbaren Weg zur Umwandlung von Abfällen in wertvolle Ressourcen
