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Die Forscher von der University of Cambridge haben das System entwickelt, das zwei Abfallstr\u00f6me gleichzeitig in zwei chemische Produkte umwandeln kann – das ist das erste Mal, dass dies in einem solarbetriebenen Reaktor gelungen ist.<\/p>\n\n\n\n
Der Reaktor wandelt Kohlendioxid (CO2<\/sub>) und Kunststoffe in verschiedene Produkte um, die in einer Reihe von Branchen n\u00fctzlich sind. In Tests wurde CO2<\/sub> in Synthesegas umgewandelt, einen wichtigen Baustein f\u00fcr nachhaltige fl\u00fcssige Kraftstoffe, und Kunststoffflaschen wurden in Glykols\u00e4ure umgewandelt, die in der Kosmetikindustrie h\u00e4ufig verwendet wird. Das System kann leicht auf die Herstellung verschiedener Produkte abgestimmt werden, indem die Art des im Reaktor verwendeten Katalysators ge\u00e4ndert wird.<\/p>\n\n\n\n Die Umwandlung von Kunststoffen und Treibhausgasen – zwei der gr\u00f6\u00dften Bedrohungen f\u00fcr die Natur – in n\u00fctzliche und wertvolle Produkte mit Hilfe von Sonnenenergie ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu einer nachhaltigeren Kreislaufwirtschaft. Die Ergebnisse werden in der Zeitschrift Nature Synthesis<\/em> ver\u00f6ffentlicht.<\/p>\n\n\n\n “Die Umwandlung von Abfall in etwas N\u00fctzliches mit Hilfe von Solarenergie ist ein wichtiges Ziel unserer Forschung”, sagte Professor Erwin Reisner vom Yusuf Hamied Department of Chemistry, der Hauptautor der Studie. “Die Plastikverschmutzung ist weltweit ein gro\u00dfes Problem, und oft werden viele der Kunststoffe, die wir in die Recyclingtonne werfen, verbrannt oder landen auf der M\u00fclldeponie”.<\/p>\n\n\n\n Reisner leitet auch das Cambridge Circular Plastics Centre (CirPlas), das sich zum Ziel gesetzt hat, Plastikm\u00fcll zu vermeiden, indem es vision\u00e4res Denken mit praktischen Ma\u00dfnahmen verbindet.<\/p>\n\n\n\n Andere solarbetriebene “Recycling”-Technologien sind vielversprechend, um die Plastikverschmutzung zu bek\u00e4mpfen und die Menge an Treibhausgasen in der Atmosph\u00e4re zu reduzieren, aber bisher wurden sie noch nicht in einem einzigen Prozess kombiniert.<\/p>\n\n\n\n “Eine solarbetriebene Technologie, die gleichzeitig die Plastikverschmutzung und die Treibhausgase bek\u00e4mpft, k\u00f6nnte die Entwicklung einer Kreislaufwirtschaft entscheidend vorantreiben”, so Subhajit Bhattacharjee, Mitautor der Studie.<\/p>\n\n\n\n “Wir brauchen auch etwas, das sich einstellen l\u00e4sst, so dass man je nach gew\u00fcnschtem Endprodukt leicht \u00c4nderungen vornehmen kann”, sagte Dr. Motiar Rahaman, Mitautor der Studie.<\/p>\n\n\n\n Die Forscher entwickelten einen integrierten Reaktor mit zwei getrennten Kammern: eine f\u00fcr Kunststoff und eine f\u00fcr Treibhausgase. Der Reaktor verwendet einen Lichtabsorber auf der Basis von Perowskit – eine vielversprechende Alternative zu Silizium f\u00fcr Solarzellen der n\u00e4chsten Generation.<\/p>\n\n\n\n Das Team entwickelte verschiedene Katalysatoren, die in den Lichtabsorber integriert wurden. Durch den Wechsel des Katalysators konnten die Forscher dann das Endprodukt ver\u00e4ndern. Tests des Reaktors unter normalen Temperatur- und Druckbedingungen zeigten, dass der Reaktor PET-Plastikflaschen undCO2<\/sub> effizient in verschiedene kohlenstoffbasierte Brennstoffe wie CO, Synthesegas oder Formiat sowie Glykols\u00e4ure umwandeln kann. Der in Cambridge entwickelte Reaktor produzierte diese Produkte mit einer Rate, die auch viel h\u00f6her ist als bei herk\u00f6mmlichen photokatalytischen CO2<\/sub>-Reduktionsverfahren.<\/p>\n\n\n\n “Normalerweise erfordert die CO2<\/sub>-Umwandlung viel Energie, aber bei unserem System gen\u00fcgt es, es mit Licht zu bestrahlen, und es beginnt, sch\u00e4dliche Produkte in etwas N\u00fctzliches und Nachhaltiges umzuwandeln”, so Rahaman. “Vor diesem System gab es nichts, mit dem man selektiv und effizient hochwertige Produkte herstellen konnte.<\/p>\n\n\n\n “Das Besondere an diesem System ist seine Vielseitigkeit und Einstellbarkeit – im Moment stellen wir relativ einfache Molek\u00fcle auf Kohlenstoffbasis her, aber in Zukunft k\u00f6nnten wir das System so einstellen, dass wir weitaus komplexere Produkte herstellen k\u00f6nnen, indem wir einfach den Katalysator \u00e4ndern”, so Bhattacharjee.<\/p>\n\n\n\n Reisner hat vor kurzem neue Mittel vom Europ\u00e4ischen Forschungsrat erhalten, um die Entwicklung ihres solarbetriebenen Reaktors zu unterst\u00fctzen. In den n\u00e4chsten f\u00fcnf Jahren wollen sie den Reaktor weiterentwickeln, um komplexere Molek\u00fcle herzustellen. Den Forschern zufolge k\u00f6nnten \u00e4hnliche Techniken eines Tages zur Entwicklung einer vollst\u00e4ndig solarbetriebenen Recyclinganlage verwendet werden.<\/p>\n\n\n\n “Die Entwicklung einer Kreislaufwirtschaft, in der wir aus Abf\u00e4llen n\u00fctzliche Dinge herstellen, anstatt sie zu deponieren, ist von entscheidender Bedeutung, wenn wir die Klimakrise sinnvoll angehen und die Natur sch\u00fctzen wollen”, so Reisner. “Und diese L\u00f6sungen mit Hilfe der Sonne zu betreiben, bedeutet, dass wir dies auf saubere und nachhaltige Weise tun.<\/p>\n\n\n\nOriginalver\u00f6ffentlichung<\/h3>\n\n\n\n