Neues Verfahren verwandelt Kunststoffabfälle in Wasserstoff- und Kohlenstoffnanoröhren

Wissenschaft

Veröffentlicht auf 16. Oktober 2020 |
von Steve Hanley

16. Oktober 2020 durch Steve Hanley


Vielleicht zeigt nichts, inwieweit Bequemlichkeit und schlechte Wirtschaftspolitik zusammen die Erde unbewohnbar machen können, als die Geschichte der Kunststoffe. In den letzten Jahrzehnten wurde Plastikmüll im Schnee auf den höchsten Bergen und in den tiefsten Teilen des Ozeans gefunden. Mikroplastik befindet sich in unserer Nahrung und in unserem Körper. Erst diese Woche ergab eine Studie in Kalifornien, dass 13,3 Billiarden Mikrofasern – definiert als solche mit einer Länge von weniger als 5 Millimetern – jedes Jahr in die Umwelt des Bundesstaates freigesetzt werden, hauptsächlich durch Waschen von Kleidung mit Stoff und Faden auf Kunststoffbasis.

In gewisser Hinsicht sind das 130.000 Mal mehr Mikrofasern als die Anzahl der Sterne in der Milchstraße, so ein Bericht von Der Wächter. Sie werden im Spülgang ausgespült und dann in Flüsse und Ozeane abgeladen, wo sie von Pflanzen und Tieren aufgenommen werden, die die Nahrungskette für Menschen bilden. Eine kürzlich durchgeführte Studie ergab, dass mehr als 70% der in den offenen Ozeanen gefangenen Fische Mikroplastik im Magen haben. Das wirtschaftliche Versagen ist ein Finanzsystem, das den Herstellern, die Kunststoffe herstellen, keine Kosten auferlegt. Kürzlich sind Berichte aufgetaucht, wonach die Ölindustrie hofft, den Rückgang des Kraftstoffverbrauchs durch auszugleichen Hochfahren der Kunststoffproduktion für den Verbrauch in Afrika.

Anerkennung: Natur

Kann uns nichts vor der Geißel der Kunststoffe retten? Sicherlich hat die Branche bei ihrem Angriff auf die Umwelt weder Moral noch Anstand gezeigt. Alles, um Geld zu verdienen und die Konsequenzen sind verdammt. Eine Gruppe von Forschern in Großbritannien, China und Saudi-Arabien – von denen fast keiner aufgrund des derzeitigen Missstands in der Verwaltung in die USA zugelassen würde – glaubt, eine Teillösung gefunden zu haben. Hier ist ein Auszug aus der Zusammenfassung der Studie, die am 12. Oktober in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Naturkatalyse.

„Hier berichten wir über eine einfache und schnelle Methode zur katalytischen Dekonstruktion verschiedener Kunststoffrohstoffe in Wasserstoff und hochwertige Kohlenstoffe. Wir verwenden Mikrowellen zusammen mit reichlich vorhandenen und kostengünstigen Katalysatoren auf Eisenbasis als Mikrowellensuszeptoren, um den katalytischen Dekonstruktionsprozess zu initiieren. Der einstufige Prozess dauert in der Regel 30 bis 90 Sekunden, um eine Probe aus mechanisch pulverisiertem handelsüblichem Kunststoff in Wasserstoff und (überwiegend) mehrwandige Kohlenstoffnanoröhren umzuwandeln. Es wird eine hohe Wasserstoffausbeute von 55,6 mmol g – 1 Kunststoff erreicht, wobei über 97% der theoretischen Wasserstoffmasse aus dem dekonstruierten Kunststoff extrahiert werden. Der Ansatz wird an weit verbreiteten realen Kunststoffabfällen demonstriert. Dieser Proof-of-Concept-Fortschritt unterstreicht das Potenzial von Kunststoffabfällen selbst als wertvolles Energie-Ausgangsmaterial für die Herstellung von Wasserstoff und hochwertigen Kohlenstoffmaterialien. “

Ein Bericht von Phys.Org Laut dem experimentellen Prozess wurden die Kunststoffproben pulverisiert und anschließend Mikrowellen mit Aluminiumoxid und Eisenoxid als Katalysatoren verwendet. Die Mikrowellen ermöglichen das Erhitzen der Katalysatoren ohne Erhitzen der Kunststoffe. Stattdessen wurden die Kunststoffe nebenbei durch die Katalysatoren erwärmt – ein Ansatz, der unerwünschte Nebenreaktionen verhindert und den Prozess effizienter macht.

Die im Labor hergestellten Kohlenstoffnanoröhren waren von ausreichender Qualität für die Verwendung in anderen Anwendungen. Die Forscher stellen fest, dass es derzeit andere großtechnische Anwendungen gibt, bei denen Mikrowellen in gewerblichen Einrichtungen eingesetzt werden, was darauf hindeutet, dass sie auch zum Recycling von Kunststoffen verwendet werden könnten. Sie erkennen an, dass sie ihren Ansatz zum Recycling von Kunststoffen noch nicht in größerem Maßstab getestet haben, glauben jedoch, dass die Katastrophe, die in der Zukunft der Welt liegt, wenn die Kunststoffverschmutzung nicht unter Kontrolle gebracht wird, Anstrengungen wie ihre zum Erfolg führen wird.

Die Bedrohung für die Umwelt ist sicherlich real und enorm. Das Zentrum für internationales Umweltrecht hat einen neuen Bericht veröffentlicht, der einen Schauer über den Rücken laufen lassen sollte. Es heißt, dass die Nachfrage nach Kunststoffen insbesondere in Entwicklungsländern zunimmt. Wenn sich das Szenario „Business as usual“ bis 2050 voraussichtlich abspielt, werden Kunststoffe – von der Gewinnung des Öls und Gases, aus dem sie hergestellt werden, über die Verteilung bis hin zur Entsorgung – 2,8 Millionen Gigatonnen Kohlendioxid beitragen und Methan in die Atmosphäre jedes Jahr, was den Emissionen von 615 Kohlekraftwerken entspricht.

Ein Weg zu finden, um herkömmliche Kunststoffe durch Ersatzstoffe zu ersetzen, die biologisch abbaubar sind oder von Mikroben abgebaut werden können, wäre ein guter Anfang auf dem Weg zur Beendigung der Geißel, aber eine vernünftige Wirtschaftspolitik, die die Entsorgungskosten den Herstellern auferlegt, würde einen großen Beitrag dazu leisten Beendigung einer Lawine von Kunststoffen, die heute in die Umwelt der Erde gelangen. Weniger Kunststoff auf der Welt würde bedeuten, dass weniger Kunststoff wieder in nützliche Nebenprodukte wie den Mikrowellen- und Katalysatorprozess umgewandelt werden muss. Alle diese Nachbesserungen kosten Geld. Warum sollten die Unternehmen, die das Problem verursachen, nicht dafür bezahlen, ihr eigenes Chaos zu beseitigen?


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Stichworte: Mikroplastik, Mikrowellen, Kunststoffumwandlungsverfahren


Über den Autor

Steve Hanley Steve schreibt über die Schnittstelle zwischen Technologie und Nachhaltigkeit in seinen Häusern in Florida und Connecticut oder anderswo, wo ihn die Singularität führen könnte. Du kannst ihm folgen Twitter aber nicht auf Social-Media-Plattformen, die von bösen Overlords wie Facebook betrieben werden.