Wissenschaftler entdecken, wie man aus verschmutztem Mischkunststoff sauberen Wasserstoff gewinnen kann.

Das moderne Leben ist ohne Kunststoffe kaum vorstellbar; sie begleiten uns auf Schritt und Tritt, von Verpackungen bis hin zu Autoteilen. Doch sobald diese Gegenstände ihren Zweck erfüllt haben, werden sie zu extrem hartnäckigem Abfall. Herkömmliches Recycling erfordert eine zeitaufwändige, teure und arbeitsintensive Sortierung nach Materialart. Das bedeutet, dass der Großteil der Kunststoffe auf Mülldeponien oder in Müllverbrennungsanlagen landet, wo sie Treibhausgasemissionen verursachen.

Ein Forschungsteam der UCLA Samueli School of Engineering und der Ewha-Universität in Südkorea hat eine innovative chemische Lösung vorgestellt. Sie entwickelten ein Verfahren, das ein Gemisch aus drei der gängigsten Kunststoffarten direkt in Wasserstoff mit einer extrem hohen Reinheit von über 90 Prozent in einem einzigen Reaktor umwandelt. Das Verfahren findet bei deutlich niedrigeren Temperaturen als herkömmliche Vergasungsmethoden statt, und das Kohlendioxid wird in fester Mineralform gebunden, anstatt in die Atmosphäre freigesetzt zu werden.

Die Technologie basiert auf einer alkalischen Wärmebehandlung, bei der Natriumhydroxid unter Hitzeeinwirkung mit organischem Material reagiert. Wissenschaftler entwickelten dieses Verfahren ursprünglich zur Umwandlung von Biomasse wie Algen in Wasserstoff. Bei der Anwendung auf Kunststoffe stießen sie jedoch auf ein Problem: Während Polyethylenterephthalat (PET) perfekt und bei deutlich niedrigeren Temperaturen (300 bis 400 Grad Celsius niedriger als bei der herkömmlichen Dampfvergasung) reagierte, verhielten sich Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP) zunächst chemisch passiv.

Um diese beiden harten Materialien zu aktivieren, führten die Forscher eine vorbereitende thermische Oxidation durch. Der Kunststoff wird kurzzeitig mäßiger Wärme an der Luft ausgesetzt, wodurch Sauerstoffgruppen in die Polymerketten eingebaut werden und der alkalische Prozess ablaufen kann. Der bei der abschließenden Reaktion freigesetzte Kohlenstoff bindet an Natriumcarbonat, das sich leicht zu Calciumcarbonat – einem stabilen, in der Industrie weit verbreiteten Mineral – weiterverarbeiten lässt. Weniger als 13 Prozent des Kohlenstoffs bleiben gasförmig, und die direkten Emissionen in die Umwelt sind vernachlässigbar gering.

Obwohl dies ein bemerkenswerter Durchbruch ist, der die Probleme hoher Sortierkosten löst und einen Lösungsansatz für die Energiewende bietet, ist Realismus wichtig. Die Technologie muss vor ihrer praktischen Anwendung weiter optimiert werden, und ihre tatsächliche Wirtschaftlichkeit im industriellen Maßstab muss detailliert geprüft werden.