Leicht, robust und preiswert \u2013 Kunststoffe sind in vielerlei Hinsicht ideale Werkstoffe. Doch das Recycling gestaltet sich nach wie vor schwierig. Hoffnung machen neue Verfahren, die Plastikm\u00fcll effizient und g\u00fcnstig in wertvolle Chemikalien verwandeln k\u00f6nnen.<\/p>\n
Lange Zeit wegen ihrer positiven Eigenschaften gesch\u00e4tzt, gelten viele Kunststoffe aufgrund ihrer langen Lebensdauer heute als \u00f6kologischer S\u00fcndenfall. Davon zeugen allein die vielen Millionen Tonnen Plastikm\u00fcll, die in den Ozeanen treiben. Trotz aller Ma\u00dfnahmen, den Gebrauch von Tragetaschen und anderen Einwegprodukten zu reduzieren, wurden laut einer Erhebung des Statistischen Bundesamts allein in Deutschland im vergangenen Jahr 18,2 Millionen Tonnen an neuem Kunststoff produziert.<\/p>\n
Nach dem Gebrauch lagert der \u00fcberwiegende Teil auf Deponien oder landet in Verbrennungsanlagen.Der Anteil von Recyclingmaterial an der Neuproduktion von
\nPlastik ist noch immer gering. Denn die meisten der synthetischen Materialien lassen sich aufgrund der enthaltenen Zus\u00e4tze und anderer Plastikprodukte im Sammelcontainer nur schwer oder gar nicht wiederverwerten. Eine geschlossene Kreislaufwirtschaft, bei der etwa aus einer Polyethylen-Flasche wieder eine Flasche oder aus einer Polypropylen-Verschlusskappe wieder eine ebensolche wird, bildet noch immer die Ausnahme.<\/p>\n
Dabei sind viele Kunststoffe viel zu schade f\u00fcr den M\u00fclleimer. \u00dcber Vergasung lassen sich aus ihnen Wasserstoff und Kohlenmonoxid gewinnen \u2013 zwei Gase, aus denen synthetische Treibstoffe hergestellt werden k\u00f6nnen. \u00dcber Pyrolyse gelingt es, die Kohlenwasserstoffketten wieder in ihre Grundeinheiten, die Monomere, zu zerlegen, die nach einer Reinigung wieder zu neuen Kunststoffen polymerisiert werden k\u00f6nnen. Die meisten Verfahren ben\u00f6tigen aber viel Energie, weshalb es noch immer wirtschaftlicher ist, Kunststoffe direkt aus Roh\u00f6l zu gewinnen. Um das Recycling \u00f6konomisch attraktiver zu gestalten, w\u00e4re es sinnvoll, Kunststoffe wie Polyethylen, das 40 Prozent des Hausm\u00fclls ausmacht, in hochwertige Chemikalien zu verwandeln. Hier gibt es in j\u00fcngster Zeit vielversprechende Ans\u00e4tze.<\/p>\n
Aus Polyethylen wird Sp\u00fclmittel Die Umsetzung findet in einem Reaktionsgef\u00e4\u00df statt. Darin befinden sich fein verteilt pulverf\u00f6rmiges Polyethylen und der Katalysator \u2013 Nanopartikeln aus Aluminumoxid, auf deren Oberfl\u00e4che Platinteilchen sitzen. Bei einer Reaktionstemperatur von nur 280 Grad werden die langen Polyethylenketten in k\u00fcrzere Bruchst\u00fccke gespalten, die sich anschlie\u00dfend zu aromatischen Verbindungen oder einfachen zyklischen Kohlenwasserstoffen zusammenfinden. Entsprechende herk\u00f6mmliche Verfahren erfordern Temperaturen zwischen 500 und 1000 Grad und sind wenig effizient.<\/p>\n Wie Scott und ihre Kollegen in der Zeitschrift \u201eScience\u201c\u00a0 berichten, entstehen innerhalb von 24 Stunden im Reaktor 80 Prozent fl\u00fcssige und wachsartige Kohlenwasserstoffe aus der Gruppe der Aromaten. Diese Verbindungen k\u00f6nnen mit Schwefel in biologisch abbaubare Tenside weiterverarbeitet werden. Durch eine Optimierung der katalytischen Prozesse k\u00f6nne das Produktspektrum weiter erh\u00f6ht werden, schreibt der holl\u00e4ndische Chemiker Bert Weckhuysen in einem Begleitkommentar. So lie\u00dfen sich aus Polyethylen sogar die\u00a0 Verbindungen Benzol, Toluen, und Xylen gewinnen, woraus Polystyrol oder Polyurethan und Polyester hergestellt werden k\u00f6nnten.<\/p>\n Sollten sich die Ans\u00e4tze auch gro\u00dftechnisch verwirklichen lassen, k\u00f6nnte man einen Gro\u00dfteil des Polyethylens im Plastikabfall wiederverwerten. Das Ausgangsmaterial sollte auch hier m\u00f6glichst rein sein und keine anderen Polymere enthalten, Dank moderner mechanischer, optischer und chemischer Trennverfahren gelingt es mittlerweile doch recht gut, die verschiedenen Kunststoffsorten im Hausabfall zu sortieren, zu reinigen, so dass sie gut recycelt werden k\u00f6nnen. Viele Recyclingh\u00f6fe scheuen allerdings den technischen Aufwand, wegen zu hoher Kosten.<\/p>\n Polymermix effizient getrennt und recycelt Ihr Konzept haben die Forscher an einer Verbundfolie getestet, die aus den drei Polymeren Polyethylen, Ethylen-Vinylalkohol (EVOH) und Polyethylenterephthalat (PET) besteht. Im ersten Schritt haben sie mit einer Toluol-L\u00f6sung den Polyethylenanteil herausgel\u00f6st und separiert. Im darauffolgenden Durchlauf trennten sie mit einem anderen L\u00f6sungsmittel EVOH von PET ab. Die extrahierten Bestandteile lagen zum Schluss als Feststoffe vor. Jedes Polymer lie\u00df sich zu hundert Prozent wiedergewinnen und wiederverwertet, etwa als Verpackungsmaterial, f\u00fcr neue Verbundfolien oder Flaschen, wie die Forscher in den \u201eScience Advances\u201c<\/em> schreiben<\/a>.<\/p>\n Die Forscher um Huber wollen ihr Verfahren auf andere Verpackungsmaterialien ausweiten. Dazu bauen sie derzeit eine Datenbank auf, die Auskunft dar\u00fcber geben soll, welche L\u00f6sungsmittel sich f\u00fcr welche Verbundfolien am besten eignen. Zu diesem Zweck haben die Forscher einen speziellen Algorithmus entwickelt, mit dem sich das chancenreichste L\u00f6sungsmittel ermitteln l\u00e4sst. So kann man vielleicht eines Tages, die Massen an Verpackungsfolien \u2013 jedes Jahr werden weltweit davon etwa 100 Millionen Tonnen\u00a0\u2013 gro\u00dftechnisch recyceln. Angesichts der vielen Fortschritte scheint es nur noch eine Frage der Zeit, bis der stetig wachsende Plastikm\u00fcllberg endlich als Rohstofflager genutzt wird.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Leicht, robust und preiswert \u2013 Kunststoffe sind in vielerlei Hinsicht ideale Werkstoffe. Doch das Recycling gestaltet sich nach wie vor schwierig. Hoffnung machen neue Verfahren, die Plastikm\u00fcll effizient und g\u00fcnstig in wertvolle Chemikalien verwandeln k\u00f6nnen. 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\nSo haben Forscher vom KTH Royal Institute of Technology in Stockholm demonstriert, dass T\u00fcten, Folien und Flaschen aus Polyethylen mit Hilfe von Mikrowellen und Salpeters\u00e4ure in Bernsteins\u00e4ure, Glutars\u00e4ure und Adipins\u00e4ure umgewandelt werden k\u00f6nnen. Verbindungen, aus denen die Forscher Weichmacher f\u00fcr die Herstellung von Polymilchs\u00e4ure gewinnen<\/a>. Dass sich Polyethylen schon bei moderaten Temperaturen effizient in hochwertige aromatische Verbindungen f\u00fcr Reinigungs- und Pflegemittel verwandeln l\u00e4sst, haben Forscher um Susannah Scott von der University of California in Santa Barbara gezeigt. Ihr Verfahren kommt ohne L\u00f6sungsmittel und Zusatzstoffe aus. Wasserstoff, den man \u00fcblicherweise zum Aufspalten von langen Polyethylenketten ben\u00f6tigt, muss nicht von au\u00dfen zugef\u00fchrt werden, sondern entsteht bei den Prozessen in ausreichenden Mengen.<\/p>\n
\nDass es sogar m\u00f6glich ist, Verpackungsfolien, die aus verschiedenen Polymersorten bestehen, die auf klassischem Weg nicht getrennt werden k\u00f6nnen, in ihre Bestandteile aufzutrennen und wiederzuverwerten, haben k\u00fcrzlich Chemiker aus Santa Barbara gezeigt. Mit solchen Folien werden f\u00fcr gew\u00f6hnlich Lebensmittel, Obst und Gem\u00fcse sowie medizinische Produkte verpackt, um sie vor Sauerstoff, Lichteinfall oder Feuchtigkeit zu sch\u00fctzen. Zum Recyclen nutzen die Chemiker um George W. Huber den Umstand, dass f\u00fcr jede Polymersorte ein optimales L\u00f6sungsmittel existiert, mit dem es aus einem Kunststoffgemisch herausgel\u00f6st werden kann.<\/p>\n