Nachhaltigkeit

Arbeitsgruppe Prof. Dr. Gerrit A. Luinstra

Chemisches Recycling von Kunststoffen mittels Pyrolyse

Die Verwendung von Kunststoffen ist seit etwa 70 Jahren Bestandteil des alltäglichen Lebens. Kunsrtstoffe finden Einsatz in vielfältigen Bereichen wie beispielsweise als Verpackung, als Fließverbesserer im Bauwesen, als Rohleitung in der Transportindustrie sowie als Textilmaterial in der Bekleidungsindustrie. Teilmengen dieser Kunststoffe sind stofflich recyclebar. Der verbleibende Rest kann nur selten direkt sinnvoll verwertet werden, da dieser nicht sortenrein vorliegt oder durch Zusatzstoffe verunreinigt ist. Die Pyrolyse bietet hier die Chance einer nachhaltigen Ergänzung des stofflichen Recyclings. Durch die Rückführung der Abfälle in nutzbare Rohstoffe wie Pyrolyseöle, Gase oder Ruß schließt die Pyrolyse eine Lücke im Kreislaufwirtschaftssystem und verhindert gleichzeitig die Umweltbelastung durch Verbrennung oder Deponierung. Aus den Abfällen werden Plattformchemikalien wie Ethen, Propen oder Butadien gewonnen, welche wiederum als nachhaltiger Ersatz der gleichen Produkte aus petrochemischen Verfahren dienen. Zentrale Forschungsfragestellungen sind beispielsweise die Erhöhung des Anteils gewünschter hochwertiger Chemikalien, durch Optimierung der Prozessführung, Entwicklung robuster Katalysatoren sowie Aufklärung der Reaktionspfade.

Nachhaltige Polymere

Polyester machen etwa 18 % der jährlich weltweit produzierten Polymere aus und finden breite Anwendung insbesondere in Textilfasern und Lebensmittelverpackungen (z.B. Polyethylenterephthalat, PET). Bislang basieren die meisten Polyester auf fossilen Rohstoffen, was zu hohen CO₂-Emissionen und anderen Umweltproblemen beiträgt. Um nachhaltigere Alternativen zu schaffen, fokussieren wir uns auf die Entwicklung biobasierter Polyester. Dafür werden biobasierter Monomere aus nachwachsenden Rohstoffen wie etwa Lebensmittelabfällen, Biomasse oder aus Kohlenstoffdioxid gewonnen. Die Herstellung dieser Monomere erlaubt es, bestehende und neue Polymerkondensationsprozesse gezielt anzupassen und maßgeschneiderte nachhaltige Polyester zu synthetisieren. Ziel ist es, biobasierte Polyester zu entwickeln, die hinsichtlich analytischer und mechanischer Eigenschaften fossilen Varianten ebenbürtig oder sogar überlegen sind und gleichzeitig neue Anwendungsfelder erschließen.