08.02.2019 - Purdue University

Plastiktüten in chemische Rohstoffe verwandeln

Kunststoffabfälle könnten zu sauberen Brennstoffen und anderen Produkten verarbeitet werden

Die Vereinten Nationen schätzen, dass jedes Jahr mehr als 8 Millionen Tonnen Kunststoffe in die Ozeane fließen. Ein neues chemisches Umwandlungsverfahren könnte die weltweit anfallenden Polyolefinabfälle, eine Form von Kunststoff, in nützliche Produkte wie saubere Kraftstoffe und andere Produkte verwandeln.

"Unsere Strategie ist es, eine treibende Kraft für das Recycling zu schaffen, indem wir Polyolefinabfälle in eine breite Palette wertvoller Produkte umwandeln, darunter Polymere, Naphtha (eine Mischung aus Kohlenwasserstoffen) oder saubere Kraftstoffe", sagte Linda Wang, die Maxine Spencer Nichols Professorin an der Davidson School of Chemical Engineering an der Purdue University und Leiterin des Forschungsteams, das diese Technologie entwickelt. "Unsere Umwandlungstechnologie hat das Potenzial, die Gewinne der Recyclingindustrie zu steigern und den weltweiten Kunststoffabfall zu reduzieren."

Wang, Kai Jin, ein Doktorand, und Wan-Ting (Grace) Chen, ein Postdoc an der Purdue, sind die Erfinder der Technologie, die mehr als 90 Prozent der Polyolefinabfälle in viele verschiedene Produkte umwandeln kann, darunter reine Polymere, Naphtha, Kraftstoffe oder Monomere. Das Team arbeitet mit Gozdem Kilaz, einem Assistenzprofessor an der School of Engineering Technology, und ihrem Doktoranden Petr Vozka im Fuel Laboratory of Renewable Energy der School of Engineering Technology zusammen, um den Umwandlungsprozess zur Herstellung hochwertiger Benzin- oder Dieselkraftstoffe zu optimieren.

Der Umwandlungsprozess umfasst die selektive Extraktion und die hydrothermale Verflüssigung. Sobald der Kunststoff zu Naphtha verarbeitet ist, kann er als Ausgangsstoff für andere Chemikalien verwendet oder weiter in Speziallösungsmittel oder andere Produkte getrennt werden. Die sauberen Kraftstoffe, die aus den jährlich anfallenden Polyolefinabfällen gewonnen werden, können 4 Prozent des jährlichen Bedarfs an Benzin- oder Dieselkraftstoffen decken.

Wang wurde inspiriert, diese Technologie zu entwickeln, nachdem sie über die Verschmutzung der Ozeane, des Grundwassers und der Umwelt durch Kunststoffabfälle gelesen hatte. Von allen in den letzten 65 Jahren produzierten Kunststoffen (8,3 Milliarden Tonnen) wurden etwa 12 Prozent verbrannt und nur 9 Prozent recycelt. Die restlichen 79 Prozent sind in Deponien oder die Ozeane geflossen. Das Weltwirtschaftsforum prognostiziert, dass die Ozeane bis 2050 mehr Kunststoffabfälle als Fische enthalten werden, wenn die Abfälle weiterhin in Gewässer gelangen.

Wang sagte, dass die Technologie bis zu 90 Prozent des Polyolefin-Kunststoffs verarbeiten könnte.

"Die Entsorgung von Kunststoffabfällen, ob recycelt oder weggeworfen, bedeutet nicht das Ende der Geschichte", sagte Wang. "Diese Kunststoffe bauen sich langsam ab und setzen giftige Mikrokunststoffe und Chemikalien an Land und Wasser frei. Das ist eine Katastrophe, denn sobald diese Schadstoffe in den Ozeanen sind, können sie nicht mehr vollständig zurückgeholt werden."

Wang sagte, sie hoffe, dass ihre Technologie die Recyclingindustrie anregen wird, die schnell wachsende Menge an Kunststoffabfällen zu reduzieren. Sie und ihr Team suchen Investoren oder Partner, die sie bei der Demonstration dieser Technologie im kommerziellen Maßstab unterstützen.

Die Technologie von Wang ist durch das Office of Technology Commercialization der Purdue Research Foundation patentiert.

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