Was wäre, wenn wir mit derselben Technologie dem globalen Plastikmüllproblem und der Transportindustrie helfen könnten?
Genau das tut ein Team von Wissenschaftlern des Ames National Laboratory des US-Energieministeriums. Das Team unter der Leitung von Aaron Sadow und Wenyu Huang hat kürzlich einen chemischen Umwandlungsprozess entwickelt, der aus Plastikmüll Diesel herstellt.
Kunststoffe sind wichtige Materialien mit Eigenschaften, die zu vielen Anwendungen führen, darunter sichere Lebensmittellagerung, leichte Elektronik und medizinische Sanitärgeräte. Unter den vielen Einsatzmöglichkeiten sind Einwegprodukte aus Kunststoff eine beliebte Wahl, da ihre Herstellung und der Transport kostengünstiger sind als Waren aus anderen schwereren oder empfindlicheren Materialien.
Der Abfall dieser „Einwegprodukte“ ist das Hauptproblem bei Kunststoffen. Weggeworfene Kunststoffe überdauern Tausende von Jahren auf Mülldeponien, und durch teilweisen Abbau und schlechte Abfallbewirtschaftung gelangt Kunststoff in die natürliche Umwelt sowie in unser Trinkwasser und unsere Lebensmittel, was zu Gefahren für Wildtiere und Menschen gleichermaßen führt.
„Wir nähern uns einer Krise, die durch Emissionen, die sich auf die Luftqualität auswirken, und den Klimawandel noch schlimmer wird und von uns verlangt, unsere natürlichen Ressourcen effizienter zu nutzen, einschließlich der fossilen Ressourcen, die zur Herstellung von Kunststoffen und flüssigen Kraftstoffen verwendet werden“, sagte Sadow. „Aber indem wir Energie ganzheitlich betrachten.“ und Kraftstoffe, Chemikalien und Materialien sowie deren natürliche Versorgung können wir nachhaltige Lösungen für unsere Plastikmüll- und Energieprobleme entwickeln.“
Die Transport-, Fertigungs-, Bau- und Landwirtschaftsindustrie ist in hohem Maße auf Diesel angewiesen, um bedarfsgerecht Strom zu liefern, Waren herzustellen sowie Produkte und Menschen auf der ganzen Welt zu transportieren. Eine Möglichkeit, mit der Wissenschaftler daran arbeiten, die Nachhaltigkeit zu verbessern und die Umweltauswirkungen der Transportindustrie zu verringern, ist die Erforschung alternativer Kraftstoffquellen wie diesem aus Kunststoff gewonnenen Diesel.
Das Team entwickelte einen einstufigen Prozess, der Plastikmüll direkt in Diesel umwandelt. „Die Herstellung aus Kunststoff bietet einen Wettbewerbsvorteil, wenn man die riesigen Raffinerien umgehen kann, und genau das leistet unsere Technologie“, erklärte Sadow.
Vergleich zwischen Diesel aus Plastikmüll und schwefelarmem Diesel von einer örtlichen Tankstelle. Bildnachweis: Ames National Laboratory des US-Energieministeriums
Das von ihnen entwickelte Verfahren basiert auf Katalyse, bei der eine bestimmte Chemikalie (ein Katalysator) verwendet wird, um die Polymere, aus denen der Kunststoffabfall besteht, aufzubrechen. Sadow erklärte, dass herkömmliche Katalysatoren eine Vielzahl von Produkten erzeugen, die energieintensive Trennprozesse durchlaufen müssen, um nützliche Produkte herzustellen. Die im Ames Lab-Verfahren verwendeten Katalysatoren sind jedoch selektiv in der Art und Weise, wie sie die Polymere aufspalten. Diese Selektivität bedeutet, dass die gewünschte Chemikalie direkt aus der Reaktion stammt, in diesem Fall Dieselkraftstoff.
Dieses Verfahren zur Dieselproduktion ist umweltfreundlicher und effizienter als die Herstellung von Diesel aus Rohöl. Dies führt auch zu einem sauberer verbrennenden Diesel. Der Diesel ist sauberer, weil er keinen Schwefel enthält. „Es ist schwierig, Schwefel aus Rohöl zu entfernen. Das ist ein teurer Teil des Raffinierungsprozesses“, sagte Huang. „Kunststoff enthält von Natur aus keinen Schwefel, da er bereits raffiniert ist.“
Dieser sauberere Diesel kann der Transportindustrie helfen, indem er die Emissionen senkt und eine Alternative zu fossilen Brennstoffen darstellt. Gleichzeitig landen weniger Kunststoffe auf Mülldeponien und in der Umwelt.