Onderzoekers van de Tokyo Metropolitan University hebben een nieuwe methode ontwikkeld om polyethyleentereftalaat (PET) plastic afval – gevonden in flessen en textiel – af te breken tot waardevolle chemische verbindingen. Het proces maakt gebruik van een gemakkelijk verkrijgbare ijzerkatalysator en gewone alcoholen, wat een potentieel belangrijke stap is in de richting van een circulaire economie voor kunststoffen.
Het probleem met plasticafval
Plasticvervuiling is een urgent milieuprobleem. Hoewel mechanische recycling (hergebruik van plastic in zijn oorspronkelijke vorm) bestaat, gaat de materiaalkwaliteit na verloop van tijd vaak achteruit. Chemische recycling – het afbreken van plastic in zijn bouwstenen – wordt gezien als een duurzamere oplossing, maar bestaande methoden vereisen vaak zware omstandigheden en dure materialen.
Een nieuwe aanpak: door ijzer gekatalyseerde depolymerisatie
Het onderzoeksteam, onder leiding van professor Kotohiro Nomura, heeft een methode ontwikkeld die PET efficiënt afbreekt in zijn samenstellende delen – tereftaalzuurdiesters – met alleen ijzer(III)chloride (FeCl3) als katalysator en alcoholen als oplosmiddel. Deze aanpak werkt bij gematigde temperaturen (120–180°C) en vermijdt de noodzaak van sterke zuren of basen, waardoor het eenvoudiger en milieuvriendelijker wordt dan veel bestaande chemische recyclingprocessen.
Belangrijkste voordelen van de methode
- Hoge opbrengst: Het proces bereikt een bijna volledige omzetting van PET-afval (opbrengst 99,7% tot 99,9%), zelfs als het wordt opgeschaald.
- Selectiviteit: De methode breekt PET selectief af, zelfs in mengsels met andere materialen zoals katoen of andere kunststoffen.
- Kosteneffectiviteit: IJzer(III)chloride is een goedkope en overal verkrijgbare katalysator.
- Milieuvriendelijkheid: Het proces vermijdt agressieve chemicaliën en werkt bij gematigde temperaturen.
Implicaties voor een circulaire economie
Dit onderzoek biedt een veelbelovende oplossing om plastic afval efficiënt om te zetten in herbruikbare chemische grondstoffen. Door PET te depolymeriseren tot bouwstenen, maakt de methode een gesloten systeem mogelijk waarin plastic afval kan worden omgezet in nieuwe producten, waardoor de afhankelijkheid van nieuwe materialen wordt verminderd en de impact op het milieu wordt geminimaliseerd. De methode zou bijzonder waardevol kunnen zijn voor het recyclen van gemengde plastic afvalstromen, waarbij mechanische recycling vaak onpraktisch is.
Financierings- en onderzoekscontext
Het onderzoek werd uitgevoerd in het kader van het CREST-programma van het Japan Science and Technology Agency (JST), waarbij de nadruk lag op geavanceerde polymeerdegradatie en chemische recycling. Dit duidt op een bredere inspanning binnen Japan om duurzame oplossingen voor het beheer van plastic afval te ontwikkelen.
De ontwikkeling van deze efficiënte en selectieve chemische recyclingmethode vertegenwoordigt een belangrijke stap in de richting van een meer circulaire economie voor kunststoffen, en biedt een haalbare route voor het omzetten van afval in waardevolle hulpbronnen.
