{"id":150369,"date":"2024-09-13T07:05:00","date_gmt":"2024-09-13T05:05:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=150369"},"modified":"2024-09-10T10:58:41","modified_gmt":"2024-09-10T08:58:41","slug":"chemisches-kunststoffrecycling-ist-startklar","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/chemisches-kunststoffrecycling-ist-startklar\/","title":{"rendered":"Chemisches Kunststoffrecycling ist startklar"},"content":{"rendered":"\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter size-large is-resized\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"512\" src=\"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2024\/09\/image-1024x512.jpeg\" alt=\"Die meisten Deckel von Getr\u00e4nkeflaschen bestehen aus Polypropylen. Polypropylen und Polyethylen machen zusammen 60 Prozent der Kunststoffabf\u00e4lle aus. \" class=\"wp-image-150363\" style=\"aspect-ratio:2;width:678px;height:auto\" srcset=\"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2024\/09\/image-1024x512.jpeg 1024w, https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2024\/09\/image-300x150.jpeg 300w, https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2024\/09\/image-150x75.jpeg 150w, https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2024\/09\/image-768x384.jpeg 768w, https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2024\/09\/image-1536x768.jpeg 1536w, https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2024\/09\/image-2048x1024.jpeg 2048w, https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2024\/09\/image-400x200.jpeg 400w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Die meisten Deckel von Getr\u00e4nkeflaschen bestehen aus Polypropylen. Polypropylen und Polyethylen machen zusammen 60 Prozent der Kunststoffabf\u00e4lle aus. \u00a9 Shibashish Jaydev \/ ETH Zurich<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n<p><strong>Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit k\u00f6nnen nun Vollgas geben bei der Erforschung des chemischen Kunststoffrecyclings. Forschende der ETH Z\u00fcrich haben daf\u00fcr wichtige Grundlagen gelegt und gezeigt: Auf das R\u00fchren kommt es an.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">In K\u00fcrze<\/h3>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Mit chemischem Recycling k\u00f6nnen aus Kunststoffm\u00fcll hochwertige Produkte hergestellt werden.<\/li>\n\n\n\n<li>Wissenschaftlern der ETH Z\u00fcrich ist es gelungen, Polyethylen und Polypropylen in Molek\u00fcle zu zerlegen, die als Treibstoff oder Schmiermittel verwendet werden k\u00f6nnen.<\/li>\n\n\n\n<li>Ihre Arbeit setzt Standards, dank denen Forschende weltweit nun geeignete chemische Katalysatoren f\u00fcr den Recyclingprozess entwickeln k\u00f6nnen.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p>Hunderte Millionen Tonnen Kunststoffabfall fallen j\u00e4hrlich weltweit an. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler arbeiten mit Hochdruck an neuen Methoden, um einen Grossteil davon zu qualitativ hochwertigen Produkten zu rezyklieren und damit eine echte Kreislaufwirtschaft zu erm\u00f6glichen. Heute ist das noch nicht der Fall. Kunststoffabf\u00e4lle werden vor allem mechanisch rezykliert: zerkleinert und dann eingeschmolzen. Daraus entstehen zwar neue Kunststoffprodukte, aber die Qualit\u00e4t der Produkte nimmt von Recyclingschritt zu Recyclingschritt drastisch ab.<\/p>\n\n\n\n<p>Eine Alternative dazu ist das chemische Recycling, das qualitativ hochwertige Produkte hervorbringt und an dessen Entwicklung intensiv geforscht wird. Langfristiges Ziel ist es, die langkettigen Kunststoffmolek\u00fcle (die Polymere) chemisch in ihre Bausteine (die Monomere) zu zerlegen. Aus ihnen k\u00f6nnten dann wieder neue, hochwertige Kunststoffe hergestellt werden. Ein echter nachhaltiger Kreislauf w\u00fcrde entstehen.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Treibstoffe aus Kunststoffm\u00fcll<\/h3>\n\n\n\n<p>Zun\u00e4chst geht es bei der Entwicklung des chemischen Recyclings aber darum, die langen Polymer-Ketten in k\u00fcrzerkettige Molek\u00fcle aufzuspalten, die zum Beispiel als Fl\u00fcssigtreibstoff oder Schmiermittel verwendet werden k\u00f6nnen. Der Plastikabfall erh\u00e4lt so ein zweites Leben als Benzin, Kerosin oder Motoren\u00f6l. F\u00fcr die Entwicklung dieses Prozesses haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der ETH Z\u00fcrich nun wertvolle Grundlagen erarbeitet. Diese erm\u00f6glichen es der gesamten Wissenschaftsgemeinde, das Recycling gezielt zu entwickeln.<\/p>\n\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter size-large is-resized\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"576\" src=\"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2024\/09\/image-1-1024x576.jpeg\" alt=\"Polyethylene is composed of long-chain molecules with building blocks repeated thousands to tens of thousands of times. Researchers are looking for ways to break these chains in a controlled manner. \" class=\"wp-image-150364\" style=\"aspect-ratio:1.7777777777777777;width:682px;height:auto\" srcset=\"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2024\/09\/image-1-1024x576.jpeg 1024w, https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2024\/09\/image-1-300x169.jpeg 300w, https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2024\/09\/image-1-150x84.jpeg 150w, https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2024\/09\/image-1-768x432.jpeg 768w, https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2024\/09\/image-1-1536x864.jpeg 1536w, https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2024\/09\/image-1-400x225.jpeg 400w, https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2024\/09\/image-1.jpeg 1564w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Polyethylen besteht aus langkettigen Molek\u00fclen, in denen sich die Bausteine typischerweise Tausende bis Zehntausende Male wiederholen. Die Forschenden suchen nach Wegen, diese Ketten gezielt zu spalten. \u00a9 Constance Ko \/ ETH Zurich<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n<p>Die Forschenden der Gruppe von Javier P\u00e9rez-Ram\u00edrez, Professor f\u00fcr Katalyse-Engineering, untersuchten die Spaltung von Polyethylen und Polypropylen mit Wasserstoff. Auch dabei wird der Kunststoff zuerst in einem Stahltank geschmolzen. Anschliessend wird der gasf\u00f6rmige Wasserstoff in die Kunststoffschmelze geleitet. Wichtig sind zudem pulverf\u00f6rmige Katalysatoren, die die Chemiker:innen beif\u00fcgen, zum Beispiel solche, die das Metall Ruthenium enthalten. Durch die Wahl eines geeigneten Katalysators erh\u00f6hen Chemiker:innen die Effizienz der chemischen Reaktion, und sie k\u00f6nnen damit beeinflussen, dass vor allem Molek\u00fcle einer bestimmten gew\u00fcnschten Kettenl\u00e4nge und m\u00f6glichst wenig Nebenprodukte wie Methan oder Propan entstehen.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Drehzahl und Geometrie ist entscheidend<\/h3>\n\n\n\n<blockquote class=\"wp-block-quote is-layout-flow wp-block-quote-is-layout-flow\">\n<p>\u201cDie Kunststoffschmelze ist tausendmal dickfl\u00fcssiger als Honig. Entscheidend ist, wie man sie im Tank umr\u00fchrt, damit das Katalysatorpulver und der Wasserstoff wirklich \u00fcberall hinkommen,\u201d erkl\u00e4rt <strong>Antonio Jos\u00e9 Mart\u00edn, Wissenschaftler in P\u00e9rez-Ram\u00edrez\u2019 Gruppe<\/strong>. <\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n<p>In Experimenten und in Computersimulationen zeigte das Forscherteam: Die Kunststoff-Masse wird am besten mit einem Fl\u00fcgelrad ger\u00fchrt, dessen Fl\u00fcgel parallel zur Achse stehen. Im Vergleich zu einem Propeller mit abgewinkelten Fl\u00fcgeln oder einem R\u00fchrer in Turbinenform f\u00fchrt dies zu einer gleichm\u00e4ssigeren Durchmischung und zu weniger Str\u00f6mungswirbeln. Sehr wichtig ist ausserdem die R\u00fchrgeschwindigkeit. Sie darf nicht zu langsam und nicht zu schnell sein. Die ideale Drehzahl liegt nahe bei 1000 Umdrehungen pro Minute.<\/p>\n\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter size-large is-resized\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"512\" src=\"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2024\/09\/image-2-1024x512.jpeg\" alt=\"Mit einem Fl\u00fcgelrad lassen sich die Stoffe in der dickfl\u00fcssigen Kunststoffschmelze am besten mischen.\" class=\"wp-image-150365\" style=\"aspect-ratio:2;width:760px;height:auto\" srcset=\"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2024\/09\/image-2-1024x512.jpeg 1024w, https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2024\/09\/image-2-300x150.jpeg 300w, https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2024\/09\/image-2-150x75.jpeg 150w, https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2024\/09\/image-2-768x384.jpeg 768w, https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2024\/09\/image-2-1536x768.jpeg 1536w, https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2024\/09\/image-2-400x200.jpeg 400w, https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2024\/09\/image-2.jpeg 1564w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Mit einem Fl\u00fcgelrad lassen sich die Stoffe in der dickfl\u00fcssigen Kunststoffschmelze am besten mischen. \u00a9 Jaydev SD et al. <em>Nature Chemical Engineering 2024<\/em>, modified<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n<p>Den Forschenden ist es gelungen, den gesamten Prozess des chemischen Recyclings mit all seinen Parametern in einer mathematischen Formel zu beschreiben.<\/p>\n\n\n\n<blockquote class=\"wp-block-quote is-layout-flow wp-block-quote-is-layout-flow\">\n<p>\u201cEs ist der Traum eines jeden Chemieingenieurs, eine solche Formel f\u00fcr seinen Prozess zur Hand zu haben,\u201d sagt <strong>P\u00e9rez-Ram\u00edrez<\/strong>. <\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n<p>Alle Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im Forschungsfeld k\u00f6nnen damit nun den Einfluss der R\u00fchrer-Geometrie und der Drehzahl pr\u00e4zise berechnen.<\/p>\n\n\n\n<p>In k\u00fcnftigen Experimenten k\u00f6nnen sie verschiedene Katalysatoren gezielt vergleichen; den Einfluss des Mischens auf den Prozess haben sie dabei unter Kontrolle. Ausserdem sind die erarbeiteten Grundlagen wichtig, um die Technologie k\u00fcnftig vom Labormassstab auf grosse Recyclinganlagen hochzuskalieren.<\/p>\n\n\n\n<blockquote class=\"wp-block-quote is-layout-flow wp-block-quote-is-layout-flow\">\n<p>\u201cDoch im Moment konzentrieren wir uns auf die Erforschung besserer Katalysatoren f\u00fcr das chemische Kunststoffrecycling,\u201d sagt <strong>Mart\u00edn<\/strong>.<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n<p>Diese Forschung wurde unter anderem vom Nationalen Forschungsschwerpunkt <a href=\"https:\/\/www.nccr-catalysis.ch\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">NCCR Catalysis<\/a> unterst\u00fctzt.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Literaturhinweis<\/h3>\n\n\n\n<p>Jaydev SD, Mart\u00edn AJ, Garcia D, Chikri K, P\u00e9rez-Ram\u00edrez J: Assessment of transport phenomena in catalyst effectiveness for chemical polyolefin recycling; <em>Nature Chemical Engineering, 28. August 2024<\/em>, doi: <a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/www.nature.com\/articles\/s44286-024-00108-3\" target=\"_blank\">10.1038\/s44286-024-00108-3<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit k\u00f6nnen nun Vollgas geben bei der Erforschung des chemischen Kunststoffrecyclings. Forschende der ETH Z\u00fcrich haben daf\u00fcr wichtige Grundlagen gelegt und gezeigt: Auf das R\u00fchren kommt es an. In K\u00fcrze Hunderte Millionen Tonnen Kunststoffabfall fallen j\u00e4hrlich weltweit an. 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