Müll-Revolution? Plastikrecycling ohne Qualitätsverlust machbar

Ein neues Verfahren für die Wiederverwertung weitverbreiteter Plastik-Materialien könnte einen enormen Beitrag zur Lösung des globalen Müllproblems leisten. Denn die Materialien werden dabei nicht rapide schlechter, wie es bisher der Fall ist.

Plastikrecycling ohne Qualitätsverlust

Mit herkömmlichen Techniken verschlechtern sich die meisten Kunststoffe bei jedem Recyclingdurchlauf und landen nach wenigen Zyklen wieder auf der Deponie. Seit den 1950er-Jahren sind so etwa fünf Milliarden Tonnen Kunststoff endgültig aus dem Rohstoffkreislauf herausgefallen. Und bisherige Recyclingbemühungen konnten nur 9 Prozent der gesamten Produktion recyceln.

Das neue Verfahren soll das aber ändern. Plastikflaschen und -tüten, die einen wesentlichen Teil des Kunststoffmülls ausmachen, werden dabei wieder in ihre chemischen Grundbausteine umgewandelt und zu neuen Kunststoffen mit den gleichen Eigenschaften wie neu hergestelltes Material verarbeitet. Dies wäre ein bedeutender Fortschritt hin zu einer echten Kreislaufwirtschaft für Kunststoffe.

Ein Team um John Hartwig von der University of California in Berkeley hat das neue Verfahren entwickelt. In einem ersten Schritt musste man dabei noch auf teure Metallkatalysatoren wie Iridium, Ruthenium und Palladium zurückgreifen, die während des Prozesses unwiederbringlich verloren gingen. Hartwig gab zu, dass diese Technik "für eine akademische Publikation in Ordnung war, aber keineswegs für eine industrielle Anwendung geeignet".


Nun hat sein Team ein verbessertes Verfahren entdeckt, das sowohl mit Polyethylen, aus dem die meisten Plastiktüten bestehen, als auch mit Polypropylen, das zur Herstellung härterer Gegenstände verwendet wird, funktioniert. Dieses Verfahren setzt auf Katalysatoren, die so häufig vorkommen, dass sie im Grunde "Dreck" sind, sagt Hartwig.

Innovatives Verfahren

Kunststoffe bestehen aus großen Molekülen, sogenannten Polymeren, die aus kleineren Einheiten, den Monomeren, zusammengesetzt sind. Die Katalysatoren brechen die chemischen Bindungen der Polymere auf und verwandeln sie in gasförmige Monomere, aus denen neue Kunststoffe mit allen Eigenschaften von neuem Material hergestellt werden können. In Experimenten verwendete das Team zwei Katalysatoren, Natrium auf Aluminiumoxid und Wolframoxid auf Siliziumdioxid (Sand), um eine Mischung aus Polyethylen und Polypropylen mit einer Effizienz von nahezu 90 Prozent in die Monomere Propylen und Isobutylen umzuwandeln.

Benjamin Ward von der Cardiff University, der nicht an der Forschung beteiligt war, weist darauf hin, dass das Recycling von Kunststoffen durch Tausende von Zusätzen wie Farbstoffe, Flammschutzmittel und Weichmacher erschwert wird, die bis zu einem Drittel eines fertigen Produkts ausmachen und das Endprodukt nach dem Recycling kontaminieren können. Er glaubt jedoch, dass das neue Verfahren dieses Problem löst, da die Materialien bis zu ihren gasförmigen Monomeren zerlegt werden, wodurch auch die Zusätze entfernt werden.

Hartwig betont jedoch, dass noch viele Herausforderungen bestehen und das Verfahren bislang nur in Anwesenheit weniger üblicher Zusätze getestet wurde. "Es wird Zusätze geben, die den Katalysator vergiften oder hemmen werden", sagt er. "Wir müssen entweder einen Weg finden, diese zu trennen, was vielleicht nicht optimal ist, oder verschiedene Katalysatorstrukturen oder -zusammensetzungen finden, die widerstandsfähiger gegen einige dieser Zusätze sind. Das ist definitiv eine Herausforderung."


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