Argonne findet einen Weg, „Kunststoff Nr. 2“ nicht nur zwei- oder dreimal, sondern unendlich oft zu recyceln

Der argonische Chemiker Massimiliano Delferro, der das Katalyse-Wissenschaftsprogramm in der Abteilung für chemische Wissenschaften und Ingenieurwissenschaften des Labors leitet, arbeitete mit der Cornell University zusammen, um einen neuen Weg zum Recycling von HDPE oder Kunststoffen Nr. 2 zu finden. Mit freundlicher Genehmigung des ARGONNE NATIONAL LABORATORY

Da der Machbarkeitsnachweis für das HDPE-Recycling teure und seltene Katalysatoren beinhaltete, besteht der nächste Schritt bei der Überarbeitung des HDPE-Recyclingprozesses laut Argonne-Chemiker Massimiliano Delferro darin, wieder ans Reißbrett zu gehen und einen Weg zu finden, es auf den Markt zu bringen. Mit freundlicher Genehmigung des ARGONNE NATIONAL LABORATORY

Wissenschaftler des Argonne National Laboratory des US-Energieministeriums und der Cornell University haben kürzlich eine neue Methode entdeckt, die Kunststoff Nr. 2, oder HDPE, vollständig recycelbar macht. Forscher der Abteilung für chemische Wissenschaften und Ingenieurwissenschaften in Argonne arbeiten weiterhin an der Verfeinerung des Verfahrens. Mit freundlicher Genehmigung des ARGONNE NATIONAL LABORATORY

Chemiker am Argonne National Laboratory im DuPage County haben eine neue Möglichkeit entwickelt, bestimmte Kunststoffe endlos zu recyceln. Diese Entdeckung könnte die Art und Weise, wie wir Behälter wie Milch- und Waschmittelbehälter recyceln, verändern.

Beim aktuellen Verfahren zum Recycling dieser Kunststoffe aus hochdichtem Polyethylen (HDPE) gehen viele Materialeigenschaften verloren, sodass das Recycling nur zwei- oder dreimal wiederholt werden kann. Die im März entwickelte neuartige Methode von Argonne wandelt gebrauchtes HDPE in Material um, das vielfach recycelt werden kann.

Es handelt sich um ein Verfahren, das bei Kunststoff Nr. 1, allgemein bekannt als PET, weit verbreitet ist. Kunststoff Nr. 1 wird am häufigsten in Wasser- und Getränkeflaschen verwendet und ist unbegrenzt recycelbar. Forscher haben versucht, dieses Ergebnis mit HDPE, dem Kunststoff Nr. 2, nachzuahmen, hatten jedoch Schwierigkeiten, da dieses Material eine völlig andere chemische Struktur aufweist.

„Als Machbarkeitsnachweis haben wir gezeigt, dass wir einen HDPE-Wasserkrug nehmen, etwas Chemie anwenden und einige bestimmte Gruppen einfügen können, die Polyethylenterephthalat – dem Kunststoff Nr. 1 – ähneln, und das HDPE zu einem Unendlichen konstruieren und dekonstruieren können.“ und zwar unter Beibehaltung der mechanischen und thermischen Eigenschaften des Originalmaterials“, sagte der argonische Chemiker Massimiliano Delferro, der das Katalysewissenschaftsprogramm in der Abteilung für chemische Wissenschaften und Ingenieurwissenschaften des Labors leitet.

Durch den Prozess wurde das recycelte HDPE auch potenziell biologisch abbaubar: Die Chemiker fügten eine funktionelle Gruppe in die Polymerkette des Kunststoffs ein, die es bakteriellen Enzymen ermöglichte, sich an die Kette zu binden und mit dem natürlichen Abbau zu beginnen.

Delferro und sein Team haben vier Jahre lang mit der Cornell University zusammengearbeitet, um dieses Verfahren zu entwickeln, aber sie stehen immer noch vor einer großen Herausforderung. Um erfolgreich zu sein, sind extrem seltene und extrem teure Elemente erforderlich.

Ihr nächster Schritt besteht darin, zum Zeichenbrett zurückzukehren und einen Weg zu finden, den Prozess zu skalieren, damit er auf den Markt gebracht werden kann.

„Wir haben sehr teure, sehr exotische Katalysatoren verwendet, von denen wir bereits wissen, dass wir sie nicht in großem Maßstab verwenden können. Aber wir müssen die Menge an Plastikmüll berücksichtigen, die wir auf der Erde haben“, sagte Delferro. „Wir müssen wirklich andere Katalysatoren entdecken oder anpassen, die die gleiche Reaktion wie mit diesen kritischen Elementen auf etwas auslösen können, das einsatzbereit ist. Das ist es, was wir gerade versuchen.“

Da die meisten Kunststoffe, einschließlich HDPE, aus fossilen Brennstoffen hergestellt werden, besteht das Ziel nicht nur darin, den Kunststoffabfall zu reduzieren, sondern auch die mit HDPE verbundenen Kohlenstoffemissionen und Umweltverschmutzung zu reduzieren und gleichzeitig Öl einzusparen – etwa 8 % des weltweiten jährlichen Erdölverbrauchs fließen in die Herstellung von neuem Kunststoff , der Großteil davon wird nach einmaliger Verwendung entsorgt.

Delferro fügte hinzu, dass das Thema Kunststoffrecycling seit 2018 noch dringlicher geworden sei, als die Hauptabnehmer von US-Recycling, darunter China und die Türkei, strengere Auflagen verhängten und die Annahme von gemischten Papierabfällen und den meisten Kunststoffen einstellten.

Laut einem Bericht der Umweltgruppen „Last Beach Clean Up“ und „Beyond Plastics“ aus dem Jahr 2022 hat die Änderung dem Recyclingsystem des Landes einen gewaltigen Schlag versetzt und zu einem Rückgang der Recyclingquote von 8,7 % im Jahr 2018 auf 5 bis 6 % im Jahr 2021 geführt. ein Projekt des Bennington College in Vermont.

In Illinois ist die Zahl mit einer landesweiten Plastikrecyclingrate von 8,1 % vergleichbar, wie aus einem staatlich in Auftrag gegebenen Abfallbericht aus dem Jahr 2015 hervorgeht.

„Da wir jetzt nichts mehr nach China schicken – fast null –, bedeutet das, dass wir uns um unseren eigenen Müll kümmern müssen, und das bedeutet, dass wir Technologien entdecken und entwickeln müssen, um wirklich mit Kunststoffen umzugehen“, sagte Delferro.

• Jenny Whidden ist eine Autorin über Klimawandel und Umwelt und arbeitet mit dem Daily Herald im Rahmen einer Partnerschaft mit Report For America, unterstützt von The Nature Conservancy. Um ihre Arbeit mit einer steuerlich absetzbaren Spende zu unterstützen, besuchen Sie dailyherald.com/rfa.