Robert Klatt
Ein neuer Prozess vereinfacht das Recycling von Kunststoffen deutlich.
Ithaca (U.S.A.). Wissenschaftler der Cornell University haben im Journal of the American Chemical Society ein neues Verfahren zum Recycling von Polystyrol vorgestellt. Die Methode ermöglicht es, den Hauptbestandteil von Styropor mittels Lichts und Luft sowie dem einfachen Molekül Eisenchlorid in kleine Moleküle zu zerlegen. Diese können dann als Rohstoffe für neue Produkte verwendet werden.
Entdeckt haben die Forscher diese Recyclingmethode als sie Polystyrol mit dem Lösungsmittel Azeton unter Einwirkung von Eisenchlorid und Luftsauerstoff auflösten. Die Mischung bestrahlten sie während des Prozesses für 20 Stunden mit weißem Licht. Sie konnten dabei beobachten, dass die langen Molekülketten des Kunststoffs sich in ihre Einzelteile auflösten. Es entstanden dabei überwiegend Benzolringe, die als Rohstoffe für unterschiedliche Vorgänge in der Chemie verwendet werden können.
Wie die Forscher erklären, basiert ihre Recyclingmethode auf der Zersetzung von Polymerketten durch Sauerstoff und Chlorradikalen. Das Licht spaltet in diesem Prozess die Bindung zwischen Eisen und Chlor und lässt dadurch chemisch sehr reaktive Chloratome entstehen. Diese sorgen wiederum dafür, dass aus den Polystyrolmolekülketten Wasserstoffatome an den Stellen entrissen werden, wo die Bausteine des Polymers ihre Verknüpfung haben. Der Sauerstoff kann dort an diesen Stellen angreifen und das Kettenmolekül in seine Grundbausteine zersetzten. Dieser Prozess läuft laut seinen Entdeckern sehr effizient ab.
Bei den meisten anderen Verfahren zur Wiederverwertung von Kunststoffen werden die Polymerketten immer kürzer. Dies reduziert die Verarbeitungsmöglichkeiten des recycelten Materials. Beim nun vorgestellten Verfahren existiert dieses Problem nicht, weil sich aus den zurückgewonnenen Grundbausteinen neue Produkte herstellen lassen. Der Prozess könnte somit die Basis für ein nachhaltigeres Recycling von Kunststoffen bilden. Bezeichnet wird dieses Recyclingverfahren, bei dem wirtschaftlich bedeutende Grundstoffe entstehen, als Upcycling.
Im Gegensatz zu anderen Upcyclingmethoden, die viel Energie und aggressive Chemikalien benötigen und problematische Abfälle erzeugen, ist die nun vorgestellte Technik deutlich einfacher. Sie benötigt hauptsächlich Benzoesäure, einen einfach zu handhabenden Stoff, der danach noch zurückgewonnen werden kann.
Die Wissenschaftler wollen in weiteren Experimenten untersuchen, ob ihr Verfahren auch im industriellen Maßstab verwendet werden kann. Bisher wurde die Recyclingmethode lediglich mit wenigen Milligramm Polystyrol erprobt. Bisher gibt es jedoch keine Anzeichen, die gegen einen Einsatz im großtechnischen Umfang sprechen.
Journal of the American Chemical Society, doi: 10.1021/jacs.2c01411
