Forscher sortieren verschiedene Gegenstände aus Polystyrol, einer Kunststoffart, die nur selten recycelt wird.

Neue Methode für das Recycling von Polystyrol

Publiziert

Diese Methode könnte einen Anreiz schaffen, Polystyrol zu sammeln und zu recyceln, anstatt es auf Mülldeponien zu entsorgen

Die Vermüllung der Meere und überquellende Mülldeponien haben die Aufmerksamkeit auf den Plastikmüll gelenkt, den wir in unsere Umwelt einbringen. Als Reaktion darauf bemühen sich Gemeinden auf der ganzen Welt um Reduzierung, Wiederverwendung und Recycling. Aber was bedeutet es, dass etwas recycelbar ist? Ein Forschungsteam unter der Leitung von Guoliang "Greg" Liu, ausserordentlicher Professor für Chemie am College of Science, arbeitet daran, die Grenzen des Kunststoffrecyclings zu erweitern.

Kunststoffrecycling - eine Herausforderung

Viele von uns werfen eine Metalldose oder ein Glasgefäss bedenkenlos in die Recyclingtonne. Aber bei Kunststoffen ist das etwas anders. Nicht jede Recyclinganlage ist für die Verarbeitung aller Arten von Kunststoffen ausgerüstet. Das liegt daran, dass die Chemie und die Struktur von Kunststoffen sehr unterschiedlich sind und jeder Typ ein spezielles Recyclingverfahren erfordert.

In einer perfekten Welt gäbe es vielleicht überall auf der Welt Recyclinganlagen, die für alle erdenklichen Arten von Kunststoffen ausgerüstet wären. Aber so weit sind wir noch nicht, was zum Teil daran liegt, dass einige Kunststoffe sehr schwer zu recyceln sind und wir noch wirksame, praktische Verfahren für ihre Verarbeitung entwickeln müssen.

Polystyrol ist ein solches schwieriges Material. Am bekanntesten ist Polystyrol als Hauptbestandteil von Styropor, das zwar weit verbreitet ist, aber nur selten recycelt wird. Viele kommunale Recycling-Anlagen weisen die Bürger (auch in Blacksburg) an, kein Polystyrol in ihre Hausmülltonne zu geben.

Die derzeitige Hauptmethode für das Recycling von Polystyrol ergibt ein Produkt, das oft zu minderwertig ist, um das Verfahren wirtschaftlich rentabel zu machen. Mit anderen Worten: Wenn eine Recyclinganlage versucht, Polystyrol in grossem Massstab zu recyceln, braucht sie entweder einen finanziellen Anreiz, z. B. einen staatlichen Zuschuss, oder sie läuft Gefahr, dass ihr das Geld ausgeht und sie den Betrieb einstellen muss.

Eine Lösung für dieses Problem besteht darin, das Recyclingverfahren so zu verbessern, dass es wirtschaftlich rentabel oder besser noch, wirtschaftlich attraktiv wird. Dank seiner Erfahrung in der Polymerchemie und als Mitglied des Macromolecules Innovation Institute konnte Liu sein Team genau zu diesem Ziel führen.

Aufwertung von Polystyrol

In einem Artikel, der kürzlich in den Proceedings of the National Academy of Sciences, veröffentlicht wurde, stellt das Team eine neue Methode für das Recycling - oder vielleicht besser gesagt das Upcycling - von Polystyrol vor. Durch die Bestrahlung des Materials mit ultraviolettem Licht und die Zugabe eines chemischen Katalysators entsteht bei dieser Methode ein Produkt namens Diphenylmethan (DPM), das von grossem Nutzen ist. DPM wird als Vorprodukt in der Arzneimittelentwicklung, der Polymerherstellung und sogar als Duftstoff in Konsumgütern verwendet. Wichtig ist, dass der Marktpreis von DPM zehnmal höher ist als der anderer Materialien, die derzeit aus recyceltem Polystyrol hergestellt werden können.

Die Forscher gingen in ihrer Untersuchung noch einen Schritt weiter: Sie wollten bestätigen, dass diese neue Methode die angestrebte wirtschaftliche Rentabilität erreichen würde. Die Chemiker der Virginia Tech taten sich mit Wirtschaftsexperten der Santa Clara University und der Dongbei University of Finance and Economics zusammen, die eine Analyse durchführten, um festzustellen, wie rentabel das Recyclingverfahren insgesamt sein würde. Ihre Ergebnisse zeigten, dass aufgrund des hohen wirtschaftlichen Wertes von DPM die Kosten für die Sammlung und Verarbeitung von Polystyrol voll und ganz gerechtfertigt wären.

Diese neue Recyclingmethode würde einen Anreiz schaffen, Polystyrol zu sammeln und zu recyceln, anstatt es zu deponieren oder zu verschmutzen.

"Ich denke, es ist wichtig, dass die Menschen erkennen, dass es für grosse globale Herausforderungen wie Plastikmüll mehrere Lösungen geben kann - und höchstwahrscheinlich auch braucht", sagte Liu. "Wir an der Virginia Tech können ein kleines Stück zu dem grossen Puzzle beitragen und Lösungen anbieten, die sich positiv auf die Welt auswirken."

Literatur

  • Zhen Xu et al.; Cascade degradation and upcycling of polystyrene waste to high-value chemicals; Proceedings of the National Academy of Sciences; 2022

EVENTS

Filtech

Internationale Fachmesse für Filter- und Trenntechnologie

Datum: 14.-16. Februar 2023

Ort: Köln (D)

Vivaness

Internationale Fachmesse für Naturkosmetik

Datum: 14.-17. Februar 2023

Ort: Nürnberg (D)

Global Industrie

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

Datum: 07.-10. März 2023

Ort: Lyon (F)

ZHAW-IFM Day

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

Datum: 10. März 2023

Ort: Wädenswil (CH)

Hannover Messe

TRANSFORMING INDUSTRY TOGETHER

Datum: 17.-21. April 2023

Ort: Hannover (D)

LogiMat

Internationale Fachmesse für Intralogistik

Datum: 25.-27. April 2023

Ort: Stuttgart (D)

interpack

Führende Messe für Prozesse und Verpackung

Datum: 04.-10. Mai 2023

Ort: Düsseldorf (D)

SENSOR + TEST

Internationale Fachmesse für Sensorik, Mess- und Prüftechnik

Datum: 09.-11. Mai 2023

Ort: Nürnberg (D)

LABVOLUTION

Als europäische Fachmesse für innovative Laborausstattung und die Optimierung von Labor-Workflows bildet die LABVOLUTION das gesamte Spektrum der Laborwelt ab und zeigt neue Wege für Anwenderbranchen auf.

Datum: 09.-11. Mai 2023

Ort: Messegelände Hannover (D)

EPHJ-EPMT-SMT

Interationale Ausstellung für Uhrenindustrie, Mikrotechnologie und Medizinaltechnik

Datum: 06.-09. Juni 2023

Ort: Palexpo Genf (CH)

Automatica

Leitmesse für intelligente Automation und Robotik

Datum: 27.-30. Juni 2023

Ort: München (D)

LASER World of PHOTONICS

Weltleitmesse für Komponenten, Systeme und Anwendungen der Photonik

Datum: 27.-30. Juni 2023

Ort: München (D)

Additive Manufacturing Forum

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

Datum: 04.-05. Juli 2023

Ort: Berlin (D)

SINDEX

Schweizer Messe für industrielle Automatisierung

Datum: 05.-07. September 2023

Ort: Bern (CH)

Rehacare

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

Datum: 13.-16. September 2023

Ort: Düsseldorf (D)

W3+ Fair Rheintal

Europas führende Plattform für Hightech-Innovationen

Datum: 20. -21. September 2023

Ort: Dornbirn (A)

Ilmac

Fachmesse für Prozess- und Labortechnologie

Datum: 26.-28. September 2023

Ort: Basel (CH)

POWTECH

Pharma.Manufacturing.Excellence

Datum: 26.-28. September 2023

Ort: Nürnberg (D)

A + A

Internationale Fachmesse für Persönlichen Schutz, Betriebliche Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit.

Datum: 24.-27. Oktober 2023

Ort: Düsseldorf (D)

AQUA Suisse

Die Schweizer Fachmesse für Wasser, Abwasser und Gas

Datum: 25.-26. Oktober 2023

Ort: Zürich (CH)

maintenance Schweiz

Schweizer Fachmesse für industrielle Instandhaltung und Facility Management

Datum: 25.-26. Oktober 2023

Ort: Zürich (CH)

Pumps & Valves

Fachmesse für Pumpen- und Ventiltechnik

Datum: 25.-26. Oktober 2023

Ort: Zürich (CH)

IN.STAND

Die Fachmesse für Instandhaltung und Services

Datum: 07.-08. November 2023

Ort: Stuttgart (D)

Swissbau

Die führende Plattform der Bau- und Immobilienwirtschaft in der Schweiz.

Datum: 16.-19. Januar 2024

Ort: Basel (CH)

analytica

Leitmesse für Labortechnik, Analytik, Biotechnologie und analytica conference

Datum: 09.-12. April 2024

Ort: München (D)

Siams

Die Messe der Produktionsmittel der Mikrotechnik

Datum: 16.-19. April 2024

Ort: Halle d'Exposition, Moutier (CH)

IFAT

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

Datum: 13.-17. Mai 2024

Ort: München (D)

drupa

Weltweit führenden Fachmesse für Drucktechnologien

Datum: 28. Mai - 07. Juni 2024

Ort: Düsseldorf (D)

ArbeitsSicherheitSchweiz

Fachmesse für Arbeitssicherheit, Gesundheitsschutz & Gesundheitsförderung am Arbeitsplatz

Datum: 05.-06. Juni 2024

Ort: Bern (CH)

aqua pro

B2B-Plattform in der Schweiz für Fachkräfte des Globalen Wasserkreislaufs

Datum: 2024

Ort: Bulle (CH)

Achema

Internationale Leitmesse der Prozessindustrie

Datum: 10.-14. Juni 2024

Ort: Frankfurt am Main (D)

all about automation

Fachmesse für Industrieautomation

Datum: 28.-29. August 2024

Ort: Zürich (CH)

Cleanzone

Internationale Fachmesse und Kongress für Reinraumtechnologie

Datum: 25.-26. September 2024

Ort: Frankfurt am Main (D)

FachPack

Europäische Fachmesse für Verpackung, Technik, Veredelung und Logistik

Datum: 24.-26. September 2024

Ort: Nürnberg (D)

Ilmac Lausanne

Networking. Forum. Aussteller

Datum: 25.-26. September 2024

Ort: Lausanne (CH)

Ifas

Fachmesse für Gesundheitsmarkt

Datum: 22.-24. Oktober 2024

Ort: Digital (CH)

electronica

Weltleitmesse und Konferenz der Elektronik

Datum: 12.-15. November 2024

Ort: München (D)

all4pack Paris

The global marketplace for Packaging Processing Printing Handling

Datum: 04.-07. November 2024

Ort: Paris (F)

Bezugsquellenverzeichnis