de.wedoany.com-Bericht: Forscher der Samueli School of Engineering der University of California, Los Angeles, und der Ewha Womans University in Südkorea haben ein Verfahren namens alkalische thermische Behandlung (ATT) getestet, das gemischte Kunststoffabfälle in Wasserstoffbrennstoff mit einer Reinheit von über 90 % umwandeln kann, ohne dass dabei Kohlendioxid freigesetzt wird.
Das Verfahren macht den Schritt der Sortierung von Kunststoffabfällen vor dem Recycling überflüssig und kann in einem einzigen Reaktor eine Mischung aus den drei häufigsten und schwer zu recycelnden Kunststoffen – Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP) – verarbeiten. Die größte Herausforderung beim globalen Kunststoffrecycling ist die Notwendigkeit, die Abfälle vor der Verarbeitung nach Typ zu sortieren, was dazu führt, dass 79 % der Kunststoffabfälle auf Deponien landen, 12 % verbrannt werden und nur 9 % wiederverwendet werden.
Die alkalische thermische Behandlung nutzt Wärme, um eine Reaktion zwischen Natriumhydroxid und organischen Stoffen auszulösen und Wasserstoff zu erzeugen. Das Verfahren wurde ursprünglich für die Gewinnung von Wasserstoff aus Meeresbiomasse wie Algen entwickelt. Die Forscher fanden heraus, dass Plastikflaschen (PET) in diesem Prozess leicht abgebaut werden, während Einkaufstüten (PE) und Lebensmittelbehälter (PP) aufgrund ihrer stabilen Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindungen schwer zu verarbeiten sind. Das Team führte eine thermisch-oxidative Vorbehandlung ein, bei der die gemischten Kunststoffe kurzzeitig milder Hitze in Gegenwart von Luft ausgesetzt werden, wodurch Sauerstoff in die Polymerketten eindringt und aktive Stellen erzeugt, die den Abbau aller drei Kunststoffarten ermöglichen.
Die aktivierten gemischten Kunststoffe werden in einem einzigen Reaktor bei etwa 400 Grad Celsius abgebaut. Die Technologie verwendet Natriumhydroxid als Reagenz, um den Kohlenstoff aus den Kunststoffen einzufangen und dauerhaft in ein stabiles festes Mineral – Natriumcarbonat – zu binden, anstatt ihn in die Atmosphäre freizusetzen. Die Forscher schlagen außerdem ein sekundäres Verfahren vor, um das Nebenprodukt Natriumcarbonat in Calciumcarbonat umzuwandeln, das in der Beton- und Bauindustrie verwendet werden kann, wodurch eine dauerhafte Speicherung des Kunststoffkohlenstoffs in der Infrastruktur erreicht wird.
Diese Forschung wurde bisher nur im Labormaßstab durchgeführt und muss vor einer großtechnischen Anwendung in städtischen Recyclinganlagen noch optimiert und auf Wirtschaftlichkeit getestet werden. Die Ergebnisse der Studie wurden in den Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht. Ronald und Valerie Sugar Dekan der Samueli School of Engineering der UCLA und Professor für Chemie- und Biomolekulartechnik, Ah-Hyung „Alissa" Park, fungiert als korrespondierender Co-Autor der Studie.
