Wir stehen vor unserer größten Umweltherausforderung: der Plastikverschmutzung. Der am häufigsten verwendete PET-Kunststoff ist allgegenwärtig, und nur 30 % davon können mechanisch recycelt werden. Um diese Quote zu erhöhen, suchen Forscher nach chemischen Verfahren, mit denen sich herkömmlicher Plastikmüll recyceln lässt.
Das Forschungsteam der Virginia Tech unter der Leitung von Doktorand Adam McNeeley und dem angesehenen Alumni -Professor YA Liu hat ein chemisches Verfahren zur präzisen Wiederverwertung gängiger Kunststoffabfälle wie Polyethylenterephthalat (PET) entwickelt. Ihre Arbeit liefert eine umfassende Bewertung der Thermodynamik, Chemie, Reinigung, Abfallwirtschaft und des nachhaltigen Designs von PET-Depolymerisationsprozessen.
Die Forscher erstellten ein Simulationsmodell, das die Massen- und Energiebilanzen, den Energiebedarf und die Kohlendioxidemissionen für vier Depolymerisationsprozesse quantifiziert und so eine quantitative Grundlage für Praktiker in der Industrie bietet.
„Es gibt viele verschiedene Möglichkeiten, PET zu depolymerisieren, und drei davon werden derzeit aktiv für den kommerziellen Einsatz weiterentwickelt. Wir zeigen, wie sich diese verschiedenen Methoden aus chemischer Sicht vergleichen lassen“, sagt McNeeley.
Wichtige Highlights: Chemischer Prozess hilft beim Recycling von Plastikmüll
- Analyse der drei wichtigsten chemischen Recyclingprozesse, Glykolyse, Methanolyse und Hydrolyse.
- Die Glykolyse war der am wenigsten energieintensive Prozess, möglicherweise aufgrund der einfacheren Reinigung.
- Die Methanolyse zeigt Genauigkeit, wenn der laufende Reinigungsprozess komplex war.
- Die Hydrolyse erweist sich als der komplexeste und energieintensivste Prozess.
- Analysierte Depolymerisationswege Verwendung von Ethylenglykol, Methanol oder Wasser zur Herstellung von Monomeren, die gereinigt und wieder in recyceltes PET-Polymer umgewandelt werden können.
„Die Bedeutung dieser Forschung liegt darin, die kostengünstigsten und effizientesten Wege zum Recycling von PET zu identifizieren und zu entwickeln. Es besteht ein deutlicher öffentlicher Wunsch nach Produkten aus recycelten Materialien, aber wenn das recycelte Material viel mehr kostet als das Neumaterial, dann ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass die Menschen das recycelte Material kaufen“, sagt McNeeley.
Chancen des Studiums
- Durch die chemische Depolymerisation werden verschiedene Reinigungswege eröffnet, die das Recycling von PET-Abfällen theoretisch jeder Qualität ermöglichen, einschließlich Verpackungen und Textilien, die den Großteil der PET-Endverwendung ausmachen.
- Unternehmen wie Eastman Chemical Co. entwickeln aktiv Technologien zum chemischen Recycling von PET. In Kingsport im US-Bundesstaat Tennessee wurde bereits die erste groß angelegte Depolymerisationsanlage mit Methanolyse errichtet.
Hast du schon mal davon gehört, dass ein Mann trockene Abfälle recycelt und dafür Belohnungen anbietet?
Einschränkungen Prozess
- Mechanisches Recycling kann bestimmte Farbstoffe nicht entfernen und Verunreinigungen aus PET-Abfällen.
- Einige Prozesse haben Gleichgewichtsbeschränkungen das reduziert die Produktausbeute.
- Hohe Temperaturen kann zu Abbau und Bildung unerwünschter Nebenprodukte führen.
- Die Trennung von Lösungsmitteln wie Methanol und Ethylenglykol aus Produkten ist energieintensiv.
Forscher kommen zu dem Schluss, dass es möglich ist, gewöhnlichen Kunststoffabfall mithilfe chemischer Prozesse zu recyceln. Allerdings bleibt noch einiges zu tun, um die Herausforderungen des Prozesses zu bewältigen.
