Der österreichische Chemiker Erwin Reisner arbeitet an der Uni Cambridge schon längere Zeit an einem solarbetriebenen Reaktor, der mithilfe von Sonnenlicht Kunststoffe zerlegen und sauberen Wasserstoff produzieren kann. Nach ersten Erfolgen im Labor hat er mit seinem Team nun Paneele in größerem Maßstab entwickelt, die auch im Freien funktionieren, berichten die Forscher im Fachblatt „Nature Chemical Engineering“.

Wasserstoff wird aktuell zum überwiegenden Teil aus fossilen Rohstoffen produziert. Gleichzeitig ist Kunststoffrecycling noch eher die Ausnahme. Deshalb versuchen die Wissenschafter quasi zwei Fliegen mit einer Klappe zu schlagen. Sie entwickelten solarbetriebene Paneele, die Plastikabfälle in sauberen Wasserstoff und wertvolle Industriechemikalien umwandeln können. Bisher funktionierte das aber nur in einem kleinen Reaktor unter Laborbedingungen und mittels hoher Temperaturen und aggressiver Chemikalien.

Glas-Paneele mit Halbleiter und Katalysator besprüht

„Mit der Weiterentwicklung und Tests unter realen Bedingungen ist uns ein wichtiger Schritt gelungen“, erklärte Studienleiter Reisner im Gespräch mit der APA. Konkret habe man das System auf einen Quadratmeter vergrößert und mit natürlichem Sonnenlicht am Gelände der Universität Cambridge betrieben. Die photoaktive Fläche besteht aus vier Glas-Paneelen, auf die der Halbleiter Strontiumtitanat gesprüht wird. Darauf kommen wiederum von Co-Autor Dominic Wright entwickelte Moleküle, die Kobalt und Zirkonium beinhalten und sich zersetzen, wodurch ein aktiver Katalysatorfilm entsteht.

Anschließend werden die Paneele in den Reaktor eingebracht. Als Flüssigkeit kommt eine alkalische Lösung, in der das Plastik zersetzt wurde, dazu. „Wenn dann die Sonne darauf scheint, produziert der Reaktor Wasserstoff und das Plastik wird in organische Moleküle überführt“, so Reisner. Das Besondere sei, dass sich der Halbleiter und der Katalysator mit einem Spray ähnlich einem Pflanzenbefeuchter auftragen lasse. In dieser Lösung könne der Prozess Tage oder Wochen ablaufen. Der Reaktor funktioniere mit Materialien von Zellulose bis hin zu PET, wie es für Kunststoffflaschen eingesetzt wird.

Kosten konnten deutlich gesenkt werden

Es brauche nun keine chemischen Bindemittel mehr, damit der Katalysator an dem Glas anhaftet, und keine hohen Temperaturen. Zudem habe man die Kosten senken können, da üblicherweise teure Materialien wie Platin eingesetzt würden, auf die man verzichtet habe. Die Halbleiter seien günstig und auch Kobalt und Zirkonium falle kaum ins Gewicht. Aufholbedarf gebe es bei der Effizienz, da der Halbleiter hauptsächlich UV-Licht aufnehme. „Wir arbeiten daran, Halbleiter zu entwickeln, die mehr vom solaren Spektrum verwenden können“, so der Chemiker.

Erstautor Ariffin Bin Mohamad Annuar, ebenfalls von der University Cambridge (Großbritannien), zeigt sich in einer Aussendung über die Fortschritte erfreut: „Wir haben einfach diese riesige Platte, sprühen unseren Katalysator darauf, geben sie in unsere Lösung, stellen sie in die Sonne, und schon produziert sie Wasserstoff und andere wertvolle Chemikalien – allein aus Plastikmüll.“ Die Technologie wurde laut den Angaben bei Cambridge Enterprise, der Innovationsabteilung der Universität, patentiert.

APA