Pack die Plastiktüte in den Tank

Wie man aus konventionellem Polyethylen flüssigen Treibstoff herstellt

Indische Wissenschaftlern ist es gelungen, aus Kunststoffabfällen auf rentable Weise flüssigen Brennstoff herzustellen. (Quelle: istockphoto/ScienceCom)

Indische Forscher haben einen vergleichsweise energetisch günstigen Prozess entwickelt, mit dem sie aus Kunststoffabfällen flüssigen Treibstoff herstellen.

Zahlreiche Experten beschreiben unsere Gegenwart auch als das "Kunststoffzeitalter" und zwar nicht allein des vielfachen Einsatzes polymerer Werkstoffe wegen, sondern auch aufgrund der zahlreichen Kunststoffabfälle, die weltweit anfallen und die es zu handhaben gilt. Das Kunststoffe nicht in die Umwelt gehören darüber ist man sich in Fachkreisen einig. Auseinander gehen die Meinungen indes, wenn das Thema Wiederverwendung auf der Agenda steht. Während die einen ein werkstoffliches Recycling befürworten, sehen andere das Heil ausschließlichen in der thermischen Verwertung.

Nun scheint sich eine dritte Fraktion herauszukristallisieren, die eine Schnittmenge beider Meinungen den Vorzug gibt – werkstoffliche Verwertung ja, allerdings nur, um aus Kunststoffabfällen Brenn- beziehungsweise Treibstoff zu gewinnen. Für diesen Prozess interessant seien nicht alle Kunststoffrückständen, sondern vor allem jene, die einen hohen Anteil an Polyethylen (PE) besitzen.

PE wird in vielfältiger Weise eingesetzt, unter anderem zur Herstellung von Medizin- und Laborartikeln. Auch die inzwischen in vielen Ländern der Erde geächtete Plastiktüte, der man nicht nur im Supermarkt begegnet, sondern auch auf Gehwegen oder Deponien oder im aquatischen Umfeld, wo sie jedoch nun gar nichts zu suchen hat. (Siehe dazu auch unser Thema des Monats Januar 2014.)

Wie lässt sich aus einer Plastiktüte auf effiziente beziehungsweise rentable Weise Treibstoff gewinnen? Mit dieser Frage beschäftigten sich der Chemiker Achyut Kumar Panda von der Centurion-Universität für Technologie und Management im indischen Odisha und der Chemieingenieur Raghubansh Kumar Singh vom National Institute of Technology im indischen Orissa.

Aus gutem Grund, wie die Wissenschaftler meinen, schließlich lege die Nähe zur Petrochemie, aus der die überwiegende Menge an Kunststoffen entstammt, eine Verwendung des Werkstoffs am Ende seines Lebens als Ölersatz nahe. Ließe sich dieser Prozess in einem hinreichend großen Maßstab umsetzten, würde das den Druck auf die Deponien reduzieren und nicht zuletzt hätte man eine zumindest vorübergehende Antwort gefunden auf die Frage, wie man den schwindenden natürlichen Erdölvorkommen bei einem weiter steigenden Kraftstoffbedarf begegnen solle.

Folgende Lösung haben die beiden indischen Wissenschaftler ausgetüftelt, um aus Tüten Sprit zu machen: Kunststoffabfälle werden unter Einsatz eines Katalysators auf 400 bis 500 °C erhitzt. Dieser Schritt bewirkt, dass die langen Polymerketten im Kunststoff aufbrechen und in kleine Fragmente zerfallen. Diese wurden mit Hilfe der Gaschromatographie gekoppelt an die massenselektive Detektion näher untersucht. Das Ergebnis: Die resultierenden Bruchstücke glichen in der Länge der Kohlstoffketten jenen von Paraffinen und Olefine, wie sie auch in auf herkömmliche petrochemische Weise gewonnenen Brennstoffen vorlägen, schildern die Wissenschaftler.

Ein wichtiges Schlüsselmoment bilde der verwendete Kaolin-Katalysator. Hierbei handelt es sich um ein Aluminium- und Silizium-reiches Tonmineral, das eine relativ große reaktive Oberfläche besitzt, mit der die Polymermoleküle in Kontakt kommen.

Nach einer Reihe von Schritte, die vor allem der Optimierung von Temperatur und Katalysatormenge galten, gelang es den indischen Wissenschaftlern, aus einem Kilogramm Kunststoffabfall rund 700 Gramm flüssigen Kraftstoff zu erzeugen. Als Nebenprodukte entstanden brennbare Gase und Wachs. Zwar ließe sich die Ausbeute auf 80 Prozent bei einer gleichzeitig Minimierung der Reaktionsdauer steigern, was jedoch einen höheren Materialeinsatz erfordern würden, namentlich ein Kilogramm Katalysator für jeweils zu Kilogramm Kunststoffabfall. GDeußing

Quelle:"Thermo-catalytic degradation of low density polyethylene to liquid fuel over kaolin catalyst" in Int. J. Environment and Waste Management, 2014, 13, 104-114