Forscher machen aus Kunststoffabfall Sprit
Preiswertes Verfahren von Forschern der Yale University nutzt smarten Dreikammern-Reaktor
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Pyrolyse-Reaktor: verwandelt alten Kunststoff in Sprit (Illustration: Nature Chemical Engineering) |
New Haven (pte004/30.07.2025/06:15)
Ohne teure Katalysatoren kommt ein Verfahren zur Umwandlung von Plastikmüll in Treibstoff und Basischemikalien für die Chemie aus, das Forscher der Yale University entwickelt haben. Sie erhitzen den Kunststoff unter Luftabschluss, wenden also das altbekannte Verfahren der Pyrolyse an. Dabei zersetzt sich der Kunststoff und zerfällt in seine Ausgangsmaterialien, ohne dabei zu verbrennen.
Automatische Molekültrennung
In einem konventionellen Pyrolyseprozess ist das Produkt ein Mix aus zahlreichen unterschiedlichen Molekülen, die mühsam voneinander getrennt werden müssen, damit wie weiterverarbeitet werden können, etwa zu neuem Kunststoff oder zu Benzin, Diesel oder Kerosin. Diese Trennung findet in dem Reaktor, in dem der Kunststoff zerlegt wird, ganz automatisch statt. Denn dieser ist in drei Kammern unterteilt.
Der Pyrolyseprozess beginnt in der unteren Kammer, die mit Löchern übersät ist. Diese haben einen Durchmesser von einem Millimeter. Es passieren demnach nur Moleküle, die kleiner sind. In der zweiten Kammer geht der Zersetzungsprozess weiter, die Moleküle zerfallen in Partikel. Die dort 500 Mikrometer großen Poren können nur kleinere Teilchen passieren, die in der oberen Kammer erneut gespalten werden.
Aus den hier 200 Nanometer großen Löchern entweicht das Endprodukt. Die Teilchen, die jeweils zurückgehalten werden, erfahren mit der Zeit eine weitere Spaltung, sodass sie letztlich alle die jeweils nächsten Sperren überwinden können. Das raffinierte Verfahren haben Liangbing Hu und Shu Hu entwickelt.
"Rekordverdächtige Ausbeute"
"Katalysatoren sind sehr teuer und haben eine begrenzte Lebensdauer, da sie irgendwann auf verschiedene Weise unwirksam werden", verdeutlicht Liangbing Hu. Parolyse ohne Katalysatoren würden die Kunststoffabfälle nur langsam und nicht vollständig umwandeln. Beide Nachteile überwinde hingegen der segmentierte Reaktor, der mit 3D-Technik gedruckt und elektrisch beheizt wird.
Als erstes haben die Forscher in ihrem Reaktor den weitverbreiteten Kunststoff Polyethylen zerlegt, der vor allem für Verpackungen eingesetzt wird. Die Ausbeute betrug 66 Prozent, was für die Entwickler "rekordverdächtig" ist. Sie stellen ihr Verfahren in der Fachzeitschrift "Nature Chemical Engineering" vor.
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