Es ist ein weiterer großer Schritt hin zu einer vollständigen Wiederverwertung von Kunststoffen: US-Forscher haben einen chemischen Prozess entdeckt, durch den Polyethylen mit relativ geringem Aufwand in Ausgangsstoffe für chemische Produkte umgewandelt werden kann. Ihre Erkenntnisse beschreibt das Team um Susannah Scott von der University of California in Santa Barbara in der Fachzeitschrift „Science“.

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Rohstoffe effizienter nutzen

Das etwa für Kunststofffolien, Tüten und Flaschen verwendete Polyethylen (PE) macht etwa 36 Prozent aller Plastikabfälle aus. Die Studienautoren erwähnen zunächst einige in jüngerer Zeit entwickelte Techniken zum Recycling dieses Kunststoffs. Jedoch werde keine davon industriell verwendet, weil die Ausbeute niedrig sowie der Bedarf an Wasserstoff hoch sei und weil die Verfahren viel Energie verbrauchten, erläutert das Team.

Die bisherigen Prozesse benötigen demnach Temperaturen zwischen 400 und 1000 Grad Celsius, während das neu entwickelte Verfahren schon bei 280 Grad optimal funktioniert. „Dies ist ein Beispiel für eine zweite Verwendung, bei der wir diese Rohstoffe effizienter und umweltfreundlicher herstellen könnten als aus Erdöl“, wird Co-Autor Mahdi Abu-Omar von der University of California in einer Mitteilung seiner Universität zitiert.

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Wasserstoff wird im Prozess hergestellt

Das Besondere an dem neuen Verfahren ist auch, dass es ohne Lösungsmittel und Zusatzstoffe auskommt und in einem einzigen Reaktionsgefäß stattfindet. Als Katalysator werden Platinnanopartikel auf Aluminiumoxid verwendet. Innerhalb von 24 Stunden werden so die meisten der langen Polyethylenketten aufgespalten, und es entstehen zu 80 Prozent flüssige und wachsartige Kohlenwasserstoffe aus der Gruppe der Aromaten. Diese Stoffklasse wird etwa zur Herstellung von Reinigungs- und Pflegemitteln, Farben und Lacken, Klebstoffen sowie Lösungsmitteln verwendet.

Zum Aufspalten der langen Polyethylenketten wurde bei den meisten bisherigen Verfahren Wasserstoff benötigt. Dies geschieht zwar auch im neuen Prozess – hier aber entsteht der Wasserstoff bei den chemischen Reaktionen als Nebenprodukt. Mehr als 90 Prozent des entstandenen Wasserstoffs bleiben in dem Prozess und trennen die Polymere auf. Am Ende liegt ein Gemisch aus verschiedenen Alkylaromaten und Alkylnaphtalinen vor. Sie können etwa durch die Reaktion mit Schwefel zu biologisch abbaubaren Reinigungsmitteln umgewandelt werden.

Eine Weiterentwicklung des Verfahrens könnte sogar noch wertvollere Produkte hervorbringen. In einem „Science“-Kommentar schreibt Bert Weckhuysen von der niederländischen Universität Utrecht, die vielfältigen Reaktionen sollten nun detailliert aufgeklärt werden. Es gebe auch noch weitere Möglichkeiten zur Wiederverwertung von Kunststoffen. „Diese Entwicklungen werden den Weg bereiten für eine Kreislauf-förmige Plastikökonomie, in der Plastik nicht mehr als Müll angesehen wird, sondern vielmehr als wertvoller Rohstoff.“

RND/dpa