{"id":168715,"date":"2025-10-10T07:26:00","date_gmt":"2025-10-10T05:26:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=168715"},"modified":"2025-10-06T15:00:15","modified_gmt":"2025-10-06T13:00:15","slug":"umwandlung-von-kunststoffabfallen-in-kraftstoff","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/umwandlung-von-kunststoffabfallen-in-kraftstoff\/","title":{"rendered":"Umwandlung von Kunststoffabf\u00e4llen in Kraftstoff"},"content":{"rendered":"\n\n\n

Kunststoffe<\/a>\u00a0werden wegen ihrer Langlebigkeit gesch\u00e4tzt, aber diese Eigenschaft macht es auch schwierig, sie abzubauen. Winzige Tr\u00fcmmerteile, so genanntes\u00a0Mikroplastik<\/a>, setzen sich im Boden, im Wasser und in der Luft fest und bedrohen \u00d6kosysteme und die menschliche Gesundheit. Beim herk\u00f6mmlichen Recycling werden Kunststoffe zur Herstellung neuer Produkte wiederaufbereitet, aber jedes Mal, wenn dies geschieht, wird das Material aufgrund von Verunreinigungen und dem Abbau der Polymere in den Kunststoffen qualitativ schlechter. Dar\u00fcber hinaus kann das Recycling allein nicht mit der weltweit wachsenden Menge an Kunststoffabf\u00e4llen Schritt halten.<\/p>\n\n\n

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\"Ali
Ali Kamali, Doktorand in Chemie- und Biomolekulartechnik an der Universit\u00e4t von Delaware, untersucht eine Probe eines aus Kunststoffen hergestellten Fl\u00fcssigbrennstoffs. Er geh\u00f6rt zu einem von der UD geleiteten Forschungsteam, das eine neue Art von Katalysator entwickelt hat, der die Umwandlung von Kunststoffabf\u00e4llen in fl\u00fcssige Kraftstoffe schneller und mit weniger unerw\u00fcnschten Nebenprodukten erm\u00f6glicht als die derzeitigen Methoden. \u00a9 Kathy F. Atkinson\/ University of Delaware<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Nun hat ein Forscherteam unter Leitung der Universit\u00e4t Delaware einen neuartigen Katalysator entwickelt, der die Umwandlung von Kunststoffabf\u00e4llen in fl\u00fcssige Brennstoffe schneller und mit weniger unerw\u00fcnschten Nebenprodukten als die derzeitigen Methoden erm\u00f6glicht. Die auf der Titelseite der Ausgabe von Chem Catalysis<\/em> vom 18. September vorgestellte Pilotstudie ebnet den Weg f\u00fcr energieeffiziente Methoden zum Upcycling von Kunststoffen, zur Verringerung der Kunststoffverschmutzung und zur F\u00f6rderung einer nachhaltigen Kraftstoffproduktion.<\/p>\n\n\n\n

“Anstatt Kunststoffe als Abfall anzusammeln, werden sie beim Upcycling wie feste Brennstoffe behandelt, die in n\u00fctzliche fl\u00fcssige Brennstoffe und Chemikalien umgewandelt werden k\u00f6nnen, was eine schnellere, effizientere und umweltfreundlichere L\u00f6sung darstellt”, sagte der Hauptautor Dongxia Liu, der Robert K. Grasseli Professor f\u00fcr Chemie- und Biomolekulartechnik am College of Engineering der UD.<\/p>\n\n\n\n

<\/a>Ein vielversprechender Upcycling-Ansatz ist die Hydrogenolyse, bei der Wasserstoffgas und ein Katalysator verwendet werden, um die Polymere in Kunststoffen in fl\u00fcssige Kraftstoffe f\u00fcr den Transport und die industrielle Nutzung umzuwandeln. Herk\u00f6mmliche Katalysatoren sind jedoch nur begrenzt effizient, da sperrige Polymermolek\u00fcle nur schwer mit den aktiven Stellen des Katalysators interagieren k\u00f6nnen, an denen die Reaktion abl\u00e4uft. Um dieses Problem zu l\u00f6sen, wandelten die Forscher MXene (ausgesprochen max-eens), eine Art von Nanomaterial, in mesopor\u00f6se MXene um, eine Form mit gr\u00f6\u00dferen, offeneren Poren, die bisher nicht f\u00fcr das Upcycling von Kunststoffen verwendet wurde.<\/p>\n\n\n\n

“MXene bilden zweidimensionale Schichten, wie die Seiten eines Buches. Diese gestapelten Schichten in dem geschlossenen Buch erschweren es dem geschmolzenen Kunststoff, sich leicht hindurchzubewegen, was den Kontakt mit dem Katalysator einschr\u00e4nkt”, erkl\u00e4rt Erstautor Ali Kamali, ein Doktorand in der Abteilung f\u00fcr Chemie- und Biomolekulartechnik. “Um das Design zu verbessern, f\u00fcgten wir Siliziumdioxid-S\u00e4ulen ein, um den Raum zwischen den MXen-Schichten zu \u00f6ffnen, so dass die Polymere und Zwischenverbindungen, die w\u00e4hrend der Reaktion entstehen, leichter flie\u00dfen k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n

Sie testeten ihren mesopor\u00f6sen MXen-gest\u00fctzten Rutheniumkatalysator mit Polyethylen niedriger Dichte (LDPE), einem Kunststoff, der h\u00e4ufig in Einkaufst\u00fcten und Plastikfolien verwendet wird. In einem kleinen Druckreaktor kombinierte das Team LDPE mit dem Katalysator und Wasserstoffgas und erhitzte die Mischung, wodurch der Kunststoff zu einem dicken Sirup schmolz.<\/p>\n\n\n\n

Ihr Katalysator erreichte Reaktionsgeschwindigkeiten, die fast doppelt so hoch waren wie die zuvor f\u00fcr die Hydrogenolyse von LDPE berichteten. Der Katalysator wies auch eine hohe Selektivit\u00e4t auf, die eine gezielte Produktion von fl\u00fcssigen Kraftstoffen bei gleichzeitiger Minimierung unerw\u00fcnschter Nebenprodukte wie dem Treibhausgas Methan erm\u00f6glichte. Die Forscher f\u00fchren diese Selektivit\u00e4t auf die Stabilisierung von Ruthenium-Nanopartikeln im mesopor\u00f6sen Raum zwischen den MXen-Schichten zur\u00fcck.<\/p>\n\n\n\n

“Es ist uns gelungen, ein Material herzustellen, das nicht nur die Umwandlung beschleunigt, sondern auch die Qualit\u00e4t der Kraftstoffprodukte verbessert. Dieser Fortschritt unterstreicht das Potenzial nanostrukturierter mesopor\u00f6ser Katalysatoren zur Verbesserung des Upcycling von Kunststoffen”, so Liu.<\/p>\n\n\n\n

F\u00fcr die Zukunft plant das Forschungsteam, den Katalysator weiter zu verfeinern und eine breitere Bibliothek von Katalysatoren auf MXen-Basis f\u00fcr die Verwendung mit verschiedenen Arten von Kunststoffen zu entwickeln. Letztendlich hoffen sie auf eine Zusammenarbeit mit Partnern aus der Industrie, um Kunststoffabf\u00e4lle von einem Problem in eine Ressource zu verwandeln und sie in Kraftstoffe und Chemikalien umzuwandeln, die nicht nur der Umwelt helfen, sondern auch einen wirtschaftlichen Wert f\u00fcr lokale Gemeinschaften darstellen.<\/p>\n\n\n\n

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