Kampf gegen Mikroplastik für eine saubere Zukunft
Dr. Manish Shetty arbeitet daran, Mikroplastik aufzuspalten, um daraus nutzbaren Brennstoff zu gewinnen
Mikroplastik, d. h. Kunststoffe, die kleiner als 5 Millimeter sind, werden überall auf der Welt verstreut und tragen zur globalen Erwärmung bei, stören die Nahrungskette und schädigen die Ökosysteme mit giftigen Chemikalien. Aus diesem Grund arbeitet Dr. Manish Shetty daran, Kunststoffe abzubauen, bevor sie in die Umwelt gelangen können.
Die Schaffung nachhaltiger Chemikalien und die Entwicklung einer besseren Abfallwirtschaft werden zu einer besseren Nachhaltigkeit beitragen. Diese Forschungsarbeit ist Teil der Überlegungen, wie grüner Wasserstoff für die Abfallwirtschaft mithilfe von Katalysatoren verfügbar gemacht werden kann.
Shettys Forschung verwendet Lösungsmittel in geringen Mengen, die auch als Wasserstoffquellen dienen, um eine bestimmte Klasse von Kunststoffen, die so genannten Kondensationspolymere, abzubauen, zu denen Flaschen aus Polyethylenterephthalat (PET), Verpackungen, Textilien und 3D-Druck gehören.
"In dieser Forschung haben wir Kondensationspolymere in aromatische Verbindungen zerlegt, die als Brennstoffe verwendet werden können", sagte Shetty. "Wir verwenden organische Verbindungen, die als flüssige organische Wasserstoffträger bezeichnet werden, um Wasserstoff zu speichern und diesen Wasserstoff zu verwenden, um die Polymere aufzuspalten."
Shetty und sein Team waren in der Lage, Katalysatoren zu entwickeln, die den gespeicherten Wasserstoff nach dem Abbau dieser Kondensationspolymere nutzbar machen können, wie Shetty in seinem kürzlich in der Angewandten Chemie International Edition veröffentlichten Artikel darlegt.
Die Forschung zeigt, wie Katalysatoroberflächen den aus diesen organischen Trägern austretenden Wasserstoff nutzen, um das PET in p-Xylol umzuwandeln, ein Molekül, das für Kraftstoffe oder Chemikalien verwendet werden kann. Shetty sagt, dass seine Forschung nicht nur eine Lösung für das Abfallmanagement bietet, sondern auch entscheidend für die Nachhaltigkeit der chemischen Industrie ist.
"Wir haben mit diesen Katalysatoren eine Lösung für Nachhaltigkeit und Abfallmanagement entwickelt", so Shetty. "Diese organischen Moleküle transportieren den Wasserstoff von dem Ort, an dem er erzeugt wird, zu dem Ort, an dem er für die Abfallentsorgung verwendet wird, insbesondere in einer städtischen Umgebung, in der wir eine Menge dieser Abfälle sammeln."
Der Forschungsansatz besteht darin, Methanol für die Aufspaltung von PET in kleinere Fragmente sowie eine H2-Quelle zu verwenden, um aus PET p-Xylol zu bilden, eine potenzielle Chemikalie oder einen Kraftstoff, wie es in dem Papier heißt.
Shetty glaubt, dass die Anwendung dieser Forschung unsere Wirtschaft von der Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen lösen könnte.
"Da Wasserstoff immer besser verfügbar ist, insbesondere grüner Wasserstoff, der durch Wasserelektrolyse gewonnen wird, könnten wir Wasserstoffträger als Transportmittel brauchen", so Shetty. "Eine solche Verwendung wäre die Abfallwirtschaft und -verwertung.
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Originalveröffentlichung
Ryan Helmer, Siddhesh S. Borkar, Aojie Li, Fatima Mahnaz, Jenna Vito, Ashfaq Iftakher, M. M. Faruque Hasan, Srinivas Rangarajan, Manish Shetty; "Tandem Methanolysis and Catalytic Transfer Hydrogenolysis of Polyethylene Terephthalate to p‐Xylene Over Cu/ZnZrOx Catalysts"; Angewandte Chemie International Edition, 2024-11-7
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