Wissenschaftler verwandeln Plastikmüll in effiziente Materialien zur CO2-Abscheidung

Vom Abfall zur wertvollen Ressource: Chemiker der Universität Kopenhagen haben eine Methode entwickelt, um Plastikabfälle in eine Klimalösung für eine effiziente und nachhaltige CO2-Abscheidung umzuwandeln und damit gleich zwei große globale Herausforderungen anzugehen.

Anstatt als Mikroplastik in der Umwelt zu enden, können weggeworfene Flaschen und Textilien zu Werkzeugen im Kampf gegen den Klimawandel werden. Auf diese Weise gehen Wissenschaftler zwei der größten Herausforderungen der Welt an: die Plastikverschmutzung und die Klimakrise.

Das Verfahren ist energieeffizient, skalierbar und potenziell rentabel und bietet der Industrie sowohl Nachhaltigkeit als auch Praktikabilität. Da die CO2-Konzentrationen in der Atmosphäre trotz jahrelanger politischer Bemühungen zur Begrenzung der Emissionen weiter steigen, versinken die Weltmeere in Plastikmüll, der die Meeresumwelt und die Ökosysteme bedroht.

Forscher der Universität Kopenhagen haben eine Methode entwickelt, bei der der Müll des einen tatsächlich zum „Schatz“ des anderen wird, wenn zersetzter PET-Kunststoff zum Hauptbestandteil einer effizienten und nachhaltigen CO2-Abscheidung wird.

PET-Kunststoff

Wir kennen das Material aus Plastikflaschen, Textilien und vielen anderen Anwendungsbereichen: PET ist einer der weltweit am häufigsten verwendeten Kunststoffe, aber wenn es nicht mehr gebraucht wird, wird es zu einem drängenden globalen Umweltproblem. Das liegt daran, dass es in vielen Teilen der Welt auf Mülldeponien landet, wo es sich in umweltschädliche Mikroplastikpartikel zersetzt, die sich in der Luft, im Boden und im Grundwasser verbreiten. Ein großer Teil gelangt auch in die Ozeane.

„Das Schöne an dieser Methode ist, dass wir ein Problem lösen, ohne ein neues zu schaffen. Indem wir Abfall in einen Rohstoff umwandeln, der aktiv zur Reduzierung von Treibhausgasen beiträgt, machen wir ein Umweltproblem zu einem Teil der Lösung für die Klimakrise.“ Margarita Poderyte, Fachbereich Chemie an der Universität Kopenhagen, Hauptautorin der Forschungsarbeit.

Die Lösung ist potenziell weltweit von Vorteil, da Plastikmüll nicht nur nicht mehr in der Natur entsorgt wird, sondern auch aktiv zum Klimaschutz beiträgt. Mit einer neuen chemischen Technologie können Forscher PET-Plastikmüll, der von Recyclingunternehmen ignoriert wird, mithilfe eines von ihnen entwickelten neuen CO2-Sorptionsmittels in einen Primärrohstoff umwandeln.

Durch diesen Prozess entsteht ein neues Material, das die Forscher BAETA genannt haben und das CO2 aus der Atmosphäre so effizient absorbieren kann, dass es sich ohne Weiteres mit bestehenden Technologien zur Kohlenstoffabscheidung messen kann.

Nachhaltig, flexibel und skalierbar

Das BAETA-Material hat eine pulverförmige Struktur, die pelletiert werden kann, und eine chemisch „verbesserte” Oberfläche, die es ermöglicht, CO2 sehr effektiv chemisch zu binden und einzufangen. Sobald es gesättigt ist, kann das CO2 durch einen Erhitzungsprozess freigesetzt werden, wodurch es konzentriert, gesammelt und gespeichert oder in eine nachhaltige Ressource umgewandelt werden kann. In der Praxis hoffen die Forscher, dass die Technologie zunächst in Industrieanlagen installiert wird, wobei die Abgase aus den Schornsteinen durch BAETA-Einheiten geleitet werden, um sie von CO2 zu reinigen.

Plastikverschmutzung ist praktisch überall anzutreffen.

Der Hauptbestandteil ist Kunststoffabfall, der andernfalls eine nicht nachhaltige Lebensdauer hätte. Die von den Forschern verwendete Synthese, bei der die chemische Umwandlung stattfindet, ist schonender als andere CO2-Abscheidungsmaterialien, da die Synthese bei Raumtemperatur durchgeführt werden kann. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Technologie leichter skaliert werden kann.

Eines der beeindruckenden Merkmale dieses Materials ist seine lange Wirkungsdauer. Außerdem ist es flexibel. Es funktioniert effizient bei normaler Raumtemperatur bis zu einer Temperatur von etwa 150 Grad Celsius, was es sehr nützlich macht. Dank dieser hohen Temperaturtoleranz „könnte das Material am Ende von Industrieanlagen eingesetzt werden, wo die Abgase in der Regel heiß sind“, sagt Jiwoong Lee, Mitautor der Studie.

Vom Labor zur Innovation am Ende des Schornsteins

Mit einer potenziell revolutionären Idee, einer bewährten Methode und einem wirksamen Endprodukt sind die Forscher bereit für den nächsten Schritt.

„Wir sehen großes Potenzial für dieses Material, nicht nur im Labor, sondern auch in realen industriellen Kohlenstoffabscheidungsanlagen. Der nächste große Schritt ist die Skalierung, um das Material in Tonnen zu produzieren, und wir arbeiten bereits daran, Investoren zu gewinnen und unsere Erfindung zu einem finanziell nachhaltigen Unternehmen zu machen.“ Margaryte Poderyte.

Technische Herausforderungen bereiten den Forschern keine Sorgen. Die entscheidende Herausforderung besteht ihrer Meinung nach vielmehr darin, die politischen Entscheidungsträger davon zu überzeugen, die notwendigen Investitionen zu tätigen. Wenn sie damit Erfolg haben, könnte die Erfindung letztendlich zu bedeutenden Veränderungen führen.

Ein Meer aus billigem Plastik

Large Mengen an PET-Kunststoff sammeln sich in unseren Ozeanen an, schädigen Ökosysteme und zersetzen sich zu Mikroplastik, dessen Folgen noch unbekannt sind. Diese Art von Kunststoff eignet sich gut für die Technologie. „Wenn wir den stark zersetzten PET-Kunststoff, der in den Weltmeeren schwimmt, gewinnen können, ist er für uns eine wertvolle Ressource, da er sich sehr gut für das Upcycling mit unserer Methode eignet“, sagt Margarita Poderyte. Die Forscher hoffen, dass ihre Erfindung dazu beitragen kann, die Art und Weise, wie wir Klima- und Umweltprobleme als getrennte Probleme betrachten, grundlegend zu verändern.

Quellenhinweis:

Margarita Poderyte, Rodrigo Lima, Peter Illum Golbækdal, Dennis Wilkens Juhl, Kathrine L. Olesen, Niels Chr. Nielsen, Arianna Lanza e Ji-Woong Lee. Repurposing polyethylene terephthalate plastic waste to capture carbon dioxide. Science Advances (2025).