Seltene Erden für saubere Meere

Kunststoff Nylon-6 belastet Umwelt tausende Jahre – Forscher entwickeln Katalysator, um ihn ohne giftige Rückstände zu zersetzen und sogar zurückzugewinnen.

Plastikverschmutzung zählt zu den größten globalen Problemen. Ein wesentlicher Verursacher ist der Kunststoff Nylon-6, häufiger Bestandteil von Kleidungsstücken, Teppichen, Sicherheitsgurten und Fischernetzen. Das äußerst widerstandsfähige Material ist nicht biologisch abbaubar und verbleibt daher tausende Jahre in der Umwelt. Nach Angaben des Umweltverbands WWF landen jedes Jahr allein zwölf Millionen Tonnen Plastik in den Meeren, darunter bis zu einer Million Tonnen Fischereigeräte. Mindestens 46 Prozent des Great Pacific Garbage Patch, einem riesigen schwimmenden Müllberg, machen Fischernetze aus dem Kunststoff Nylon-6 aus. Bilder von darin verfangenen Vögeln oder Meerestieren haben traurige Berühmtheit erlangt.

Derzeit werden Abfälle mit Nylon-6 deponiert oder verbrannt, bei letzterem entstehen jedoch Schadstoffe wie Stickoxide oder es werden Treibhausgase wie Kohlendioxid freigesetzt. Forscher der Northwestern University im US-Bundesstaat Illinois haben nun einen Katalysator entwickelt, um den Kunststoff innerhalb weniger Minuten und ohne giftige Rückstände zu zersetzen. Anders als bisherige Katalysatoren für diesen Zweck benötigt er nach Angaben der Wissenschaftler keine umweltbelastenden Lösungsmittel und arbeitet unter vergleichsweise niedrigen Temperaturen von 220 Grad Celsius. Die zugrundeliegenden Materialien sind Seltenerdelemente wie Yttrium, ausgewählt wegen bestimmter chemischer und physikalischer Eigenschaften, aber auch ihrer Kosteneffizienz im Vergleich mit gängigen Katalysatorrohstoffen wie dem Edelmetall Ruthenium.

Die Forscher testeten ihre Methode an zerschnittenen Nylonprodukten wie Fischernetzen, Garnen, Teppichen und T-Shirts und konnten demonstrieren, dass sich damit 99 Prozent der ursprünglichen Moleküle des Kunststoffs zurückgewinnen lassen. Unter Laborbedingungen war der Katalysator sogar in der Lage, Nylon selektiv aus gemischten Kunststoffen wie medizinischen Handschuhen zu entfernen, wie die Veröffentlichung im Fachmagazin Chem zeigt.

Neben dem Aspekt der Umweltsanierung könnte er den ersten Schritt zum Upcycling darstellen; recyceltes Nylon sei sogar wertvoller als sein Ausgangsmaterial und werde von vielen hochwertigen Modemarken eingesetzt, erklärt Studienautor Tobin Marks. Sein Forschungsteam hat nun ein Patent für den Katalysator auf Seltenerdbasis angemeldet und ist nach eigenen Angaben bereits auf Interessen bei potenziellen Industriepartnern gestoßen.

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