Robert Klatt
Plastikmüll wird aktuell kaum recycelt. In Zukunft soll die solarbetriebene Photoreformierung ihn deshalb in wertvolle Rohstoffe, darunter Wasserstoff und andere Treibstoffe, umwandeln. Dies würde das Umweltproblem lösen und fossile Brennstoffe ersetzen.
Adelaide (Australien). Die globale Industrie produziert etwa 460 Millionen Tonnen Plastik pro Jahr. Laut einer Studie der Tsinghua University wird davon nur ein kleiner Teil recycelt, während ein Großteil auf Mulldeponien und in der Umwelt landet. Forscher der Adelaide University haben nun eine Studie publiziert, laut der das Umweltproblem bekämpft werden kann, indem man Plastikabfall mit einer solarbetriebenen Technik in Wasserstoff, Synthesegas und andere Chemikalien umwandelt. Aus diesen Rohstoffen können Treibstoffe produziert werden, die fossile Energieträger ersetzen.
„Plastik wird oft als großes Umweltproblem gesehen, aber es stellt auch eine bedeutende Chance dar. Wenn es uns gelingt, Kunststoffabfälle mithilfe von Sonnenlicht effizient in saubere Brennstoffe umzuwandeln, können wir gleichzeitig Umwelt- und Energieprobleme lösen.“
Wie die Wissenschaftler erklären, basiert ihr Ansatz auf der solarbetriebenen Photoreformierung, einem Verfahren, bei dem lichtaktive Materialien (Photokatalysatoren) Plastik bei niedrigen Temperaturen zersetzen. Die Methode benötigt deutlich weniger Energie als die klassische Wasserstoffgewinnung durch Wasserspaltung, weil Plastik leichter oxidiert.
In früheren Versuchen hat die solarbetriebene Photoreformierung bereits hohe Produktionsraten bei Wasserstoff und kohlenwasserstoffbasierten Treibstoffen erzielt. Die Systeme liefen dabei über 100 Stunden im Dauerbetrieb. Bevor die industrielle Nutzung möglich ist, sind aber noch Optimierungen nötig.
„Eine der größten Herausforderungen ist die Komplexität von Plastikabfällen selbst. Unterschiedliche Kunststoffarten verhalten sich bei der Umwandlung verschieden, und Zusatzstoffe wie Farbstoffe oder Stabilisatoren können den Prozess stören. Eine effiziente Sortierung und Vorbehandlung ist daher entscheidend, um Leistung und Produktqualität zu maximieren.“
Die Wissenschaftler der Adelaide University arbeiten vor allem an neuen Photokatalysatoren, die selektiv arbeiten, langlebig sind und auch problematischen chemischen Bedingungen standhalten. Aktuelle Systeme verlieren unter diesen Bedingungen oft schnell ihre Leistungsfähigkeit.
„Zwischen Erfolgen im Labor und der Anwendung in der Praxis besteht noch eine deutliche Lücke. Wir brauchen robustere Katalysatoren und bessere Systemdesigns, damit die Technologie effizient und wirtschaftlich im großen Maßstab eingesetzt werden kann.“
Die Forscher wollen zudem die Trennung der entstehenden Rohstoffe optimieren. Bei der solarbetriebenen Photoreformierung wird ein Gemisch aus Gasen und Flüssigkeiten produziert, das komplexe Reinigungsverfahren durchlaufen muss. Dieser Prozess erhöht den Energiebedarf.
Laut dem Plan der Wissenschaftler lassen sich die Probleme am besten mit einem ganzheitlichen Ansatz lösen. Dieser soll neue Photokatalysatoren und Reaktoren mit optimierten Prozessen vereinen, um die Energieeffizienz zu erhöhen. Bis die Technik tatsächlich im großindustriellen Maßstab eingesetzt werden kann, werden aber wohl noch mehrere Jahrzehnte vergehen.
„Dies ist ein spannendes und sich schnell entwickelndes Forschungsfeld. Mit weiterer Innovation sind wir überzeugt, dass solarbetriebene Technologien zur Umwandlung von Plastik in Brennstoffe eine wichtige Rolle für eine nachhaltige und kohlenstoffarme Zukunft spielen können.“
Quellen:
Pressemitteilung der Adelaide University
