Wasserstoff und Graphen künftig aus Plastikmüll
Neues Recyclingverfahren mit sekundenschneller Erwärmung könnte Klimawandel verlangsamen
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Plastikmüll lässt sich mit Gewinn recyceln (Foto: pixabay.com, Andreas) |
Houston (pte015/18.09.2023/12:30)
Aus beliebig zusammengesetzten Kunststoff-Abfällen haben Forscher in Texas Wasserstoff und Graphen gewonnen. Die Kosten der Herstellung sind geringer als der Wert der Produkte, sodass das Verfahren für die Industrie attraktiv sein könnte. "Selbst wenn wir das produzierte Graphen mit einem Abschlag von 95 Prozent auf den aktuellen Marktwert verkaufen würden, wäre der Wasserstoff kostenlos", so Kevin Wyss, Doktorand von James Tour, Professor für Chemie, Materialwissenschaften und Nanotechnik an der Rice University. Die Forschungsergebnisse wurden im Fachjournal "Advanced Materials" veröffentlicht.
Rasche Erwärmung auf höllische Temperaturen
Um Wasserstoff und Graphen zu erzeugen, erhitzen die Forscher den Kunststoffabfall in Sekunden auf bis zu 3100 Kelvin (2827 Grad Celsius). Das treibt den Wasserstoff und andere Gase aus dem Kunststoff heraus. Es folgt ein Reinigungsschritt, bei dem Fremdgase entfernt werden, sodass nur noch Wasserstoff übrigbleibt. Im Reaktor selbst bleibt Graphen zurück.
"Wir wissen, dass Polyethylen zu 86 Prozent aus Kohlenstoff und zu 14 Prozent aus Wasserstoff besteht und wir haben gezeigt, dass bis zu 68 Prozent dieses atomaren Wasserstoffs als Gas mit einer Reinheit von 94 Prozent zurückgewinnen können", so Wyss. "Die Entwicklung der Methoden und des Fachwissens zur Charakterisierung und Quantifizierung aller Gase, einschließlich Wasserstoff, die mit dieser Methode erzeugt werden, war ein schwieriger, aber lohnender Prozess."
Erdgas ist Basis für Wasserstoff
Das neue Verfahren könnte den Klimawandel verlangsamen. Der größte Teil der fast 100 Mio. Tonnen Wasserstoff, die 2022 weltweit verwendet wurden, gewann man durch die so genannte Methan-Dampf-Reformierung aus Erdgas. Bei der Herstellung einer Tonne dieses "grauen" Erdgases werden etwa zwölf Tonnen Kohlenstoffdioxid (CO2) Wasserstoff frei. "Die Nachfrage nach Wasserstoff wird in den nächsten Jahrzehnten wahrscheinlich in die Höhe schnellen, so dass wir es nicht mehr so herstellen können wie bisher, wenn wir es ernst meinen, bis 2050 Netto-Null-Emissionen zu erreichen." Bleibt nur die Frage, ob es genug Bedarf für die Mengen an Graphen gibt, die bei großtechnischer Nutzung des Verfahrens produziert würden.
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