Chemisches Recycling – Wie aus Kunststoffabfällen wertvolle Ressourcen werden

Chemisches Recycling umfasst verschiedene Verfahren zum Aufbereiten von Kunststoffabfällen in chemische Grundstoffe und chemische Ausgangsmaterialien. Die Molekülketten der Kunststoffe (Polymere bzw. Polymerketten) können dabei mit verschiedenen Methoden aufgespalten werden: die Verflüssigung durch Pyrolyse, die Umwandlung in Gas oder die Zersetzung der Kunststoffe in ihre einzelnen chemischen Bausteine (Monomere).

In den letzten Jahren hat sich das thermochemische Recycling (Pyrolyse) zur vielversprechenden Methode der chemischen Recyclingverfahren entwickelt. Bei dieser Methode werden organische Verbindungen in kleine Moleküle aufgespalten, indem der Kunststoff bei hoher Temperatur (300 °C bis 700 °C) und unter Ausschluss von Sauerstoff regelrecht „gekocht“ und in kürzere Kohlenwasserstoffketten gespalten wird. Dabei bilden sich ölähnliche Flüssigkeiten (Pyrolyseöl) und Gasgemische. Aus den Pyrolyseprodukten können dann wiederum neue Chemikalien und Materialien für hochwertige Kunststoffe hergestellt werden.

Um sicherzustellen, dass das recycelte Öl für die Weiterverarbeitung zu neuen Chemikalien, neuen Kunststoffprodukten oder Kraftstoffen geeignet ist, muss sein Gehalt an Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel – kurz CHNOS - qualifiziert gemessen werden. Während die CHNS-Analyse von fossilen Rohstoffen schon seit Jahrzehnten durchgeführt wird, ist die Notwendigkeit einer Sauerstoffanalyse neu und speziell mit recycelten Rohstoffen verbunden. Unsere Elementaranalysatoren für CHNOS, wie der vario EL cube und der rapid OXY cube®, helfen bei der wichtigen Qualitätskontrolle von Pyrolyseöl. Durch thermische Zersetzung (O) oder Verbrennung (CHNS) des Pyrolyseöls werden die CHNOS-Gehalte der Probe zuverlässig in die Zielanalytengase umgewandelt, die mit unseren hochempfindlichen Detektoren gemessen werden, so dass sich die genaue chemische Zusammensetzung der recycelten Materialien leicht und schnell bestimmen lässt. 

Zugegeben: Das chemische Recycling von Kunststoff steckt noch in den Kinderschuhen, ist aber schon jetzt ein wichtiger Baustein bei der Transformation zur Kreislaufwirtschaft und es ist wesentlich umweltfreundlicher als das leider immer noch dominierende Verbrennen von Plastikmüll. Für das chemische Recycling gibt es vor allem zwei Einsatzgebiete: zum einen dort, wo das mechanische Recycling an seine Grenzen kommt, etwa wenn zum Beispiel der Aufwand für das Sortieren und Reinigen zu groß ist. Zum anderen ist chemisches Recycling dann sinnvoll, wenn Material bereits mehrmals mechanisch aufbereitet wurde. Wenn man recyceltes Material von hoher Qualität haben möchte, dann braucht man chemisches Recycling, damit man das Polymer in seine Bestandteile zerlegen und danach wieder zusammensetzen kann.

Wir sind bei der weiteren Entwicklung der Pyrolysetechniken zuversichtlich, denn die Pyrolyse ist ein wichtiger Durchbruch auf dem Weg zu einer Kreislaufwirtschaft für Kunststoffe. Unsere Elementaranalysatoren für die CHNOS-Analyse spielen jetzt und in der Zukunft eine Schlüsselrolle bei der Verfeinerung chemischer Recyclingtechniken sowie bei der genauen Zuordnung von Recyclingkennzeichnungen zu Produkten. Die CHNOS-Analyse von Pyrolyseöl kann bei der Optimierung von Pyrolysetechnologien helfen, denn sie bietet eine schnelle und einfache Möglichkeit zu überprüfen, ob kleine Veränderungen zu einem noch wertvolleren Produkt führen.

So tragen wir alle dazu bei, dass wir unser globales Plastikmüllproblem endlich in den Griff bekommen!