Symbolbild

Chemiker nutzen die Sonne, um Plastikabfälle zu recyceln

Publiziert

Licht und Sauerstoff verwandeln Kunststoffabfälle in nützliche Benzoesäure

Chemiker der Cornell University haben einen Weg gefunden, Polystyrol - eine Kunststoffart, die in vielen alltäglichen Gegenständen vorkommt - mit Hilfe von Licht und Sauerstoff in Benzoesäure umzuwandeln, ein Produkt, das in Chemielabors von Grund- und Oberschulen vorkommt und auch in Duftstoffen, Lebensmittelkonservierungsmitteln und anderen allgegenwärtigen Produkten verwendet wird. Eierkartons aus Styropor, Compact-Disc-Hüllen aus Hartplastik, rote Trinkbecher und viele andere gängige Produkte bestehen aus Polystyrol, das weltweit ein Drittel des Deponiemülls ausmacht.

Ein Team unter der Leitung von Erin Stache, Assistenzprofessorin für Chemie und chemische Biologie an der Cornell University, fand heraus, dass die Reaktion sogar in einem sonnigen Fenster stattfinden kann. Ihre Arbeit "Chemical Upcycling of Commercial Polystyrene via Catalyst-Controlled Photooxidation" wurde im Journal of the American Chemical Society veröffentlicht. Im Einklang mit der Mission ihres Labors, Umweltprobleme durch Chemie anzugehen, ist das neue Verfahren mild, klimafreundlich und auf kommerzielle Abfallströme skalierbar, so Stache. Darüber hinaus ist das Verfahren tolerant gegenüber Zusatzstoffen, die in einem Strom von Verbraucherabfällen enthalten sind, darunter Schmutz, Farbstoffe und andere Arten von Kunststoffen.

Im vergangenen Sommer führte Staches Labor einige Abbauversuche in einem sonnigen Fenster durch; an einem Ort mit ganzjährig starker Sonneneinstrahlung könnte die Reaktion auch im Freien durchgeführt werden. "Der Vorteil der Verwendung von Licht besteht darin, dass man den chemischen Prozess mit einigen der Katalysatoren, die wir entwickelt haben, um das weisse Licht nutzbar zu machen, sehr gut kontrollieren kann. Wenn wir das Sonnenlicht zum Antrieb des Prozesses nutzen können, ist das eine Win-Win-Situation", sagte Stache, der darauf hinwies, dass das bestehende Polymerrecycling das Erhitzen eines Polymers zum Schmelzen und Verarbeiten erfordert, wofür normalerweise fossile Brennstoffe benötigt werden.

Um die Verträglichkeit des Verfahrens mit anderen Materialien zu testen, die mit dem PS-Kunststoff vermischt wurden, verwendeten die Forscher verschiedene Produkte, von Verpackungsmaterialien bis hin zu Kaffeetassendeckeln. Sie fanden heraus, dass drei Produkte - ein weisser Kaffeetassendeckel, Styropor und ein durchsichtiger Deckel - effizient abgebaut wurden. Ein schwarzer Kaffeetassendeckel wurde weniger effizient abgebaut, möglicherweise weil die schwarzen Farbstoffe die Lichtdurchdringung hemmen, so Stache. "Diese Ergebnisse zeigen, dass unser System handelsübliche PS-Proben effizient abbauen kann, sogar mit zusätzlichem Verbundstoff und unlöslichem Material", sagte sie.

Um die Skalierbarkeit und eine mögliche kommerzielle Anwendung zu demonstrieren, haben die Forscher einen Aufbau mit zwei Spritzenpumpen und zwei LED-Lampen in einem 3D-gedruckten Photoreaktor geschaffen. Die Effizienz des Abbauprozesses im grossen Massstab war ähnlich wie bei kleinen Chargen. "Wenn wir den Prozess noch effizienter gestalten können, können wir darüber nachdenken, wie wir ihn vermarkten und für Abfallströme nutzen können", sagte Stache.

Originalveröffentlichung

  • Sewon Oh and Erin E. Stache; Chemical Upcycling of Commercial Polystyrene via Catalyst-Controlled Photooxidation; J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 13, 5745–5749

EVENTS

Pharmapack Paris

Europas führende Veranstaltung für Verpackung und Medikamentenlieferung.

Datum: 22.-23. Januar 2025

Ort: Paris (F)

Empack Schweiz

The Future of Packaging Technology

Datum: 22.-23. Januar 2025

Ort: Zürich (CH)

LOGISTICS & AUTOMATION

Schweizer Fachmesse für Logistik und Transport

Datum: 22.-23. Januar 2025

Ort: Zürich (CH)

Vivaness

Internationale Fachmesse für Naturkosmetik

Datum: 11.-14. Februar 2025

Ort: Nürnberg (D)

ZHAW-IFM Day

Der IFM-Day der ZHAW findet als Begegnungstag für FM-Ausbildung und FM-Praxis statt.

Datum: 07. März 2025

Ort: Wädenswil (CH)

LogiMat

Internationale Fachmesse für Intralogistik

Datum: 11.-13. März 2025

Ort: Stuttgart (D)

Global Industrie

Midest - smart Industries - Industrie - Tolexpo - die weltweit grössten Fachmessen für die Industriezulieferwirtschaft

Datum: 11.-14. März 2025

Ort: Lyon (F)

Additive Manufacturing Forum

Die Entscheider- und Expertenkonferenz bringt das gesamte Wertschöpfungssystem rund um die additive Fertigung zusammen.

Datum: 17.-18. März 2025

Ort: Berlin (D)

Hannover Messe

Transfoming Industry Togheter

Datum: 31. März.-04. April 2025

Ort: Hannover (D)

SENSOR + TEST

Internationale Fachmesse für Sensorik, Mess- und Prüftechnik

Datum: 06.-08. Mai 2025

Ort: Nürnberg (D)

LABVOLUTION

Europäische Fachmesse für innovative Laborausstattung und die Optimierung von Labor-Workflows

Datum: 20.-22. Mai 2025

Ort: Hannover (D)

EPHJ-EPMT-SMT

Internationale Ausstellung für Uhrenindustrie, Mikrotechnologie und Medizinaltechnik

Datum: 03.-06. Juni 2025

Ort: Genf (CH)

CosmeticBusiness

Entdecken Sie innovative Verpackungslösungen für eine nachhaltige Zukunft der Kosmetikindustrie

Datum: 04.-05. Juni 2025

Ort: München (D)

The Pharma Days

Die Pharma Days (TPD) sind eine Veranstaltung unter Ausschluss der Öffentlichkeit, die Zusammenarbeit, Innovation und Geschäftswachstum vorantreiben soll.

Datum: 04.-05. Juni 2025

Ort: Genf (CH)

Automatica

Die Leitmesse für intelligente Automation und Robotik

Datum: 24.-27. Juni 2025

Ort: München (D)

LASER World of PHOTONICS

Weltleitmesse und Kongressfür Komponenten, Systeme und Anwendungen der Photonik

Datum: 24.-27. Juni 2025

Ort: München (D)

SINDEX

Schweizer Messe für industrielle Automatisierung

Datum: 02.-04. September 2025

Ort: Bern (CH)

Ilmac

Fachmesse für Prozess- und Labortechnologie

Datum: 16.-18. September 2025

Ort: Basel (CH)

CMS Berlin

Internationale Leitmesse für Reinigung und Hygiene

Datum: 23.-26. September 2025

Ort: Berlin (D)

POWTECH

Pharma.Manufacturing.Excellence

Datum: 23.-25. September 2025

Ort: Nürnberg (D)

FachPack

Europäische Fachmesse für Verpackung, Technik, Veredelung und Logistik

Datum: 23.-25. September 2025

Ort: Nürnberg (D)

Rehacare

Die REHACARE ist die internationale Fachmesse für Rehabilitation, Prävention, Inklusion und Pflege.

Datum: 17.-20. September 2025

Ort: Düsseldorf (D)

IN.STAND

Die Messe für Instandhaltung und Services

Datum: 21.-22. Oktober 2025

Ort: Stuttgart (D)

A + A

Messe und Kongress für Arbeitsschutz und Arbeitssicherheit

Datum: 04.-07. November 2025

Ort: Düsseldorf (D)

AQUA Suisse

Die Schweizer Fachmesse für kommunales und industrielles Wassermanagement.

Datum: 26.-27. November 2025

Ort: Zürich (CH)

maintenance Schweiz

Schweizer Fachmesse für industrielle Instandhaltung und Facility Management

Datum: 26.-27. November 2025

Ort: Zürich (CH)

Pumps & Valves

Die Fachmesse für industrielle Pumpen, Armaturen & Prozesse

Datum: 26.-27. November 2025

Ort: Zürich (CH)

Swissbau

Führende Plattform der Bau- und Immobilienwirtschaft

Datum: 20.-23. Januar 2026

Ort: Basel (CH)

aqua pro

B2B-Plattform in der Schweiz für Fachkräfte des globalen Wasserkreislaufs

Datum: 04.-06. Februar 2026

Ort: Bulle (CH)

analytica

Weltleitmesse für Labortechnik, Analytik, Biotechnologie und analytica conference

Datum: 24.-27. März 2026

Ort: München (D)

Siams

Die Messe der Produktionsmittel der Mikrotechnik

Datum: 21.-24. April 2026

Ort: Moutier (CH)

IFAT

Weltleitmesse für Wasser-, Abwasser-, Abfall- und Rohstoffwirtschaft

Datum: 04.-08. Mai 2026

Ort: München (D)

interpack

Führende Messe für Prozesse und Verpackung

Datum: 07.-13. Mai 2026

Ort: Düsseldorf (D)

ArbeitsSicherheit Schweiz

Fachmesse für Arbeitssicherheit, Gesundheitsschutz und Gesundheitsförderung am Arbeitsplatz

Datum: 20.-21. Mai 2026

Ort: Zürich (CH)

all about automation

Fachmesse für Industrieautomation

Datum: 26.-27. August 2026

Ort: Zürich (CH)

Ilmac Lausanne

Networking. Forum. Aussteller

Datum: 23.-24. September 2026

Ort: Lausanne (CH)

Cleanzone

Internationale Fachmesse und Kongress für Reinraumtechnologie

Datum: 23.-24. September 2026

Ort: Frankfurt am Main (D)

VISION

Weltleitmesse für Bildverarbeitung

Datum: 06.-08. Oktober 2026

Ort: Stuttgart (D)

electronica

Weltleitmesse und Konferenz der Elektronik

Datum: 10.-13. November 2026

Ort: München (D)

Achema

Internationale Leitmesse der Prozessindustrie

Datum: 14.-18. Juni 2027

Ort: Frankfurt am Main (D)

drupa

Weltweit führende Fachmesse für Drucktechnologien

Datum: 09.-17. Mai 2028

Ort: Düsseldorf (D)

Bezugsquellenverzeichnis