Upcycling weist den Weg zur Wirtschaftlichkeit

Forscher des Oak Ridge National Laboratory machen aus billigem Plastikmüll teuren Kunststoff

Plastikmüll (rechts) wird zerlegt und neu zusammengesetzt (Illustration: Adam Malin, ornl.gov)

Oak Ridge (pte004/21.01.2025/06:15) - Forscher des Oak Ridge National Laboratory ( https://www.ornl.gov/ ) (ORNL) haben ein Verfahren entwickelt, mit dem sich aus Plastikabfällen Kunststoffe herstellen lassen, deren Qualität über der des Ausgangsmaterials liegt. Dieses Upcycling könnte so zum lukrativen Geschäft werden. Weltweit fallen jährlich 450 Mio. Tonnen Plastikmüll an. Gerade einmal neun Prozent davon werden recycelt, der übergroße Rest verbrannt, deponiert oder er landet in den Weltmeeren.

CRISPR zur Bearbeitung

Dass ORNL-Prinzip: Die Bausteine, aus denen die Kunststoffe bestehen, werden isoliert und neu zusammengesetzt, und zwar so, dass die neuen Materialien bessere Eigenschaften haben als die ursprünglichen Kunststoffprodukte. Die Zusammensetzung der neuen Polymerketten bestimmt, wie stark, steif oder hitzebeständig diese Kunststoffe sein wird.

"Das ist CRISPR für die Bearbeitung von Polymeren", sagt ORNL-Chemiker Jeffrey Foster. CRISPR sei die "Genschere", mit der Biotechniker DANN-Stränge zerstückeln, um sie neu zusammenzusetzen. Zu den wichtigsten Zielen dieser Technik gehört die Heilung von Krankheiten. "Anstatt Genstränge zu bearbeiten, bearbeiten wir Polymerketten. Das ist nicht das typische Kunststoff-Recycling, bei dem man das Material einfach schmelzen lässt und hofft, das etwas Brauchbares entsteht."

Erste Erfolge umgesetzt

Die ORNL-Forscher haben genau die Massenkunststoffe recycelt, die erheblich zum Plastikmüll beitragen. In einigen Experimenten arbeiteten sie mit weichem Polybutadien, das in Gummireifen vorkommt. In anderen Versuchen war es robustes Acrylnitril-Butadien-Styrol, aus dem Plastikspielzeug, Computertastaturen, Lüftungsrohre, Schutzhelme, Fahrzeugverkleidungen und -formteile sowie Küchengeräte hergestellt werden.

Erster Recycling-Schritt ist das Zerkleinern des Plastikmülls. In Dichlormethan wird er dann innerhalb von zwei Stunden bei einer Temperatur von 40 Grad Celsius aufgelöst. Die Bruchstücke werden dann mithilfe eines Ruthenium-Katalysators neu zusammengesetzt. Die Forscher glauben, dass sie mit ihrem Verfahren einen wirtschaftlich tragfähigen Weg für die Wiederverwendung von Kunststoffen gewiesen haben.