Die herkömmliche Praxis des Recyclings von Polyester, vor allem von Kleidungsstoffen oder Plastikflaschen, konzentriert sich oft darauf, das Material in ähnliche Produkte zurückzuverwandeln. Dieser Prozess bietet zwar eine gewisse Wiederverwertung, erzeugt jedoch in der Regel keinen deutlichen Mehrwert. Die Frage lautet also: Kann Plastikmüll zu einer Ressource werden, die nicht nur recycelt, sondern auch in hochwertige Produkte umgewandelt wird?
In einer bahnbrechenden Studie haben Wissenschaftler der Tokyo Metropolitan University eine innovative Methode entwickelt, um Polyesterabfälle – insbesondere Polyethylenterephthalat (PET) – in einen äußerst vielseitigen Baustein umzuwandeln. Dieser Baustein dient als Ausgangsmaterial für die Herstellung verschiedener hochwertiger chemischer Verbindungen.
Upcycling mithilfe der Chemie: Effektiv und günstig
Die revolutionäre Erkenntnis von Yohei Ogiwara und Kotohiro Nomura setzt auf das kostengünstige Lösungsmittel Morpholin und eine geringe Menge eines Titanbasierten Katalysators, um Polyester in wertvolle Morpholinamide umzuwandeln.
Kleiner Chemie-Exkurs:
Morpholin
Ist eine organische Verbindung, an der Sauerstoffatome und Stickstoffatome beteiligt sind. Es wird häufig als Lösungsmittel in verschiedenen chemischen und pharmazeutischen Prozessen verwendet. Neben der klaren, farblosen Flüssigkeit ist der ammoniakartige Geruch charakteristisch.
Da es sich um eine organische Verbindung handelt, ist die Verwendung dieser Verbindung umweltverträglich.
Titanbasierter Katalysator
Ist ein Katalysator, bei dem Titan als zentrales Metallion dient. Katalysatoren sind Substanzen, die die Geschwindigkeit chemischer Reaktionen erhöhen, ohne dabei selbst verbraucht zu werden. Titanbasierte Katalysatoren werden aufgrund ihrer Stabilität und ihrer Fähigkeit in verschiedenen chemischen Synthesen eingesetzt, um bestimmte Reaktionen zu beschleunigen.
Morpholinamide
Sind die Produkte der Reaktion zwischen Morpholin und Carbonsäurederivaten – also Produkte, die in diesem Fall mit Polyesterabfällen entstehen können. Die neu gewonnenen Verbindungen können als vielseitige Bausteine dienen und für die Synthese weiterer chemischer Verbindungen verwendet werden können, einschließlich höherwertiger Chemikalien wie Ketone, Aldehyde und Amine.
Nachhaltige Umsetzung mit Mehrwert
In dem beschriebenen Verfahren wird Polyesterabfall, wie zum Beispiel Polyethylenterephthalat (PET), in Morpholinamide umgewandelt, was wiederum den Weg für die Herstellung von neuen Materialien und Chemikalien ebnet: Ketone, Aldehyde und Amine.
Die daraus entstandenen chemischen Produkte finden weitreichende Verwendung in verschiedenen Industriezweigen, darunter Pharmazie, Kosmetik und Kunststoffherstellung. Der innovative Ansatz dieser Methode eröffnet somit neue Türen für eine umweltverträgliche Plastikverwertung und unterstreicht das Potenzial für eine nachhaltige Chemieproduktion.
Ein weiterer Nachhaltigkeitsfaktor spricht für die Methode, welche ohne externe Wärmezufuhr auskommt und somit keinen teuren Strom erfordert. Zudem benötigt es keine kostspieligen Reagenzien. Die Ausbeute ist nach Angaben der Experten äußerst hoch, und nicht verwendetes Lösungsmittel kann problemlos wiederverwertet werden. Die Menge des benötigten Katalysators hingegen ist gering, um die Reaktion mit angemessener Geschwindigkeit voranzutreiben. Durch eine einfache Filtration lässt sich der Wertstoff in reiner Form gewinnen.
Ein effektives Konzept mit Potential
Die Tatsache, dass die Reaktion unter Normaldruck stattfindet, hebt die Praktikabilität dieses Verfahrens hervor. Normaldruckbedingungen bedeuten, dass die Reaktion in herkömmlichen Laboratorien und industriellen Produktionsstätten ohne den Bedarf an speziellen Hochdruckreaktoren durchgeführt werden kann. Dies senkt nicht nur die Betriebskosten, sondern macht das Verfahren auch zugänglicher für eine breitere Anwendung in verschiedenen Umgebungen.
Die leichte Skalierbarkeit des Verfahrens ermöglicht es, die Menge an verarbeitetem Plastikmüll deutlich zu erhöhen. Dies könnte besonders in Zeiten steigenden Plastikabfalls von entscheidender Bedeutung sein. Die erfolgreiche Umwandlung - die einer Umsetzung von 90% des Ausgangsmaterials entspricht - von 50 Gramm PET zu mehr als 70 Gramm Morpholinamid im Labor zeigt nicht nur die Effizienz des Prozesses, sondern betont auch das Potenzial für eine groß angelegte industrielle Anwendung.
Nachhaltige Zukunft trotz Plastik?
Die Frage nach einer nachhaltigen Zukunft trotz Plastik mag komplex erscheinen, doch die Fortschritte der Forscher:innen zeigen, dass innovative Lösungsansätze bereits vorhanden sind. Durch die Transformation von Plastikmüll in wertvolle Ressourcen könnten sowohl Industrie als auch Verbraucher:innnen einen neuen Weg einschlagen, der nicht nur die Umwelt schützt, sondern auch neue Perspektiven für eine nachhaltige und verantwortungsbewusste Zukunft eröffnet.
Das könnte euch auch interessieren:
- Neuer Kunststoff - Neue Hoffnung für die Ozeane
- Mikroplastik-Verbot in der EU
- Wie ein Roboter-Fisch die Weltmeere von Mikroplastik befreit
- Mikroplastik in Kosmetikprodukten - Wir decken auf
- Globale Plastikkrise – Zahlen, Trends und Lösungsansätze
- Plastikmüll ist gewinnbringend umwandelbar (umweltdialog.de), abgerufen am 08.01.2024
