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Nachhaltiger Kunststoff: Forscher stellen Bio-Plastik unter CO2-Verbrauch her

US-Forscher haben ein Methode erfunden, um aus Karbonat, CO2 und Pflanzenabfällen das Plastik FDCA herzustellen. Dieses könnte als umweltfreundlichere Alternative zum gängigen PET-Plastik zum Einsatz kommen und verbraucht bei der Herstellung CO2, statt es freizusetzen.

Foto:  Water bottle, faungg's photos, Flickr, CC BY-SA 2.0

Foto: Water bottle, faungg’s photos, Flickr, CC BY-SA 2.0

Bio-Plastik mit CO2-Verbrauch

Kunststoffe werden aus Erdöl gewonnen. Der Herstellungsprozess frisst also nicht nur an einer wichtigen Ressource, sondern setzt auch beträchtliche Mengen des Treibhausgases CO2 frei. Daher wird schon länger nach umweltfreundlicheren Alternativen zu herkömmlichen Plastik gesucht. Für gewöhnlich kommt PET zur Anwendung, ein Polymer, das aus Ethylenglykol und Terephthalsäure hergestellt wird. Beide Stoffe basieren auf Erdöl. Die weltweite Produktion von PET liegt bei rund 50 Millionen Tonnen. Dabei werden für jede Tonne PET vier Tonnen CO2 freigesetzt. Es existiert jedoch ein Ersatzstoff: Polyethylen-Furancarboxylsäure (PEF). Deren Grundstoff 2–5-Furandicarboxylsäure (FDCA) lässt sich aus Pflanzenstoffen herstellen. Bisher war dies jedoch nur mit Fruchtzucker möglich. “Das ist problematisch, weil die Fructoseproduktion einen großen CO2 -Fußabdruck hinterlässt und letztlich mit dem Nahrungsanbau konkurriert”, so Mathew Kanan, der Seniorautor einer Studie der Stanford University, in deren Rahmen eine Methode gefunden wurde, FDCA aus Karbonat, CO2 und Pflanzenstoffen herzustellen.

Bei der Methode wird aus Pflanzenstoffen gewonnene Furan–2-Carbonsäure mit mit Cäsiumkarbonat vermischt, einem kohlenstoffhaltigen, aus Kalkgestein gewonnenen Salz, und dann unter Zugabe von CO2 erhitzt und zum Schmelzen gebracht.

Alternative für PET-Plastik

Nach fünf Stunden im Ofen hatten sich beeindruckende 89 Prozent der Schmelze in FDCA umgewandelt. Somit lässt sich der wichtige Plastikrohstoff nun auch aus Pflanzenabfällen wie Holzschnetzeln oder Gras herstellen. Das beste jedoch: Bei dem Prozess wird auch noch CO2 verbraucht, und zwar in beträchtlichen Mengen. Das benötigte CO2 könnte beispielsweise aus Kraftwerks- oder Industrieabgasen gewonnen werden. Außerdem isoliert PEF besser gegen Sauerstoff als PET, was gerade bei Plastikflaschen von Nutzen sein kann.

Bis das Verfahren industriell nutzbar ist, hat das Team aus Stanford noch einiges an Arbeit vor sich. Es gilt, das Verfahren zu optimieren. Die Forscher sind aber optimistisch, dass sich ihre Methode mittelfristig durchsetzen kann und das so gewonnene PEF eine umweltfreundliche PET-Alternative ist.

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