Nachhaltige Kreislaufwirtschaft statt Plastikmüllberge
Jülich, 22. Juli 2021 – Plastikabfälle stellen ein globales Umweltproblem dar. Doch neue Recycling-Technologien können eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft für die Kunststoffe ermöglichen – und diese damit auch zu einem kohlenstoffreichen, kostengünstigen und weltweit verfügbarem Ausgangsmaterial machen. Dies zeigt eine Übersichts-Studie von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus Jülich und den USA. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Forscher heute im Fachmagazin Nature Catalysis.
Von Trinkflaschen und Verpackungsfolien bis zu Autoteilen und Handygehäusen: Plastik in all seinen Formen ist aus dem Alltag in unserer Gesellschaft nicht mehr wegzudenken. Jedoch wurde bei der Entwicklung der Kunststoffe, vor inzwischen mehr als fünf Jahrzehnten, das Ende des Lebenszyklus dieser Materialien meist ignoriert. Inzwischen ist unübersehbar, dass die Plastikflut eine Umweltkrise verursacht. Sie stellt nicht allein eine Gefahr für unsere Gesundheit und unser Wohlbefinden dar –fast alle Kunststoffe werden aus fossilen Ressourcen hergestellt und tragen so zum Klimawandel bei.
"Angesichts dieser drohenden Umweltkatastrophe ist ein Ausstieg aus der Wegwerfwirtschaft unumgänglich", erklärt Nick Wierckx vom Jülicher Institut für Bio- und Geowissenschaften. "Wir müssen dringend eine nachhaltigere Kreislaufwirtschaft für Kunststoffe entwickeln. Und dafür brauchen wir neue Ansätze und Technologien für das Kunststoffrecycling."
In diesem Zusammenhang bietet beispielsweise chemisches Recycling interessante Möglichkeiten, erklärt der Biotechnologe. So können etwa durch den Prozess der Depolymerisation langkettige Makromoleküle in kleinere Monomere zerlegt werden. "Diese stehen dann wieder als Bausteine zur Verfügung", so Wierckx. "Entweder zur Re-Synthese desselben Kunststoffs mit neuwertigen Materialeigenschaften – Closed-Loop-Recycling – oder zur Umwandlung in ein anderes Material. In diesem Fall spricht man von Open-Loop-Recycling im Allgemeinen oder Open-Loop-Upcycling, wenn das Endprodukt einen höheren Wert hat."
Gemeinsam mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus den USA haben Nick Wierckx und seine Kollegin Maike Otto die Möglichkeiten der chemischen und biologischen Katalyse für den Rückbau, das Recycling und das Upcycling von Kunststoffen untersucht. In seiner Übersichts-Studie konzentriert sich das interdisziplinäre Team auf die katalytische Umwandlung von Kunststoffabfällen in nachhaltige und zirkuläre Materialströme – im Unterschied zur Umwandlung in Brennstoffe oder zur Energierückgewinnung. "Chemische, enzymatische und biologische Ansätze ermöglichen die potenzielle Erzeugung von Mehrwertprodukten, die weit über die Möglichkeiten des mechanischen Recyclings hinausgehen", so Wierckx. "Sie werden dazu beitragen, dass in Zukunft die ursprüngliche Verwendung eines Kunststoffs nur ein erster Schritt auf dem Weg zur nützlichen Lebensdauer des Materials ist."
Originalpublikation: Chemical and biological catalysis for plastics deconstruction, recycling, and upcycling, L.D. Ellis, N.A. Rorrer, K.P. Sullivan, M. Otto, J.E. McGeehan, Y. Román-Leshkov, N. Wierckx, G.T. Beckham. Nature Catalysis
DOI: 10.1038/s41929-021-00648-4
Weitere Informationen
Abteilung Mikrobielle Katalyse, Institut für Bio- und Geowissenschaften – Biotechnologie (IBG-1)
Ansprechpartner
Prof. Dr. Nick Wierckx
Leiter der Abteilung Mikrobielle Katalyse
Institut für Bio- und Geowissenschaften – Biotechnologie (IBG-1)
Tel.: 02461 61-85247
E-Mail: n.wierckx@fz-juelich.de
Pressekontakt
Dr. Regine Panknin
Unternehmenskommunikation
Tel.: 02461 61-9054
E-Mail: r.panknin@fz-juelich.de