Um den Katalysator gleichmäßig unter den Kunststoff zu mischen, muss er in der Knetkammer erwärmt werden. (Bildquelle: FH Münster/Pressestelle)

Um den Katalysator gleichmäßig unter den Kunststoff zu mischen, muss er in der Knetkammer erwärmt werden. (Bildquelle: FH Münster/Pressestelle)

Max-Fabian Volhard, Doktorand am Fachbereich Chemieingenieurwesen der FH Münster, und sein betreuender Professor Dr. Thomas Jüstel verfolgen eine Idee. Sie wollen Kunststoffe so verändern, dass sie im Einsatz stabil sind und sich im Meer alleine zersetzen, denn normalerweise dauert es Jahrzehnte bis Jahrhunderte bis der Kunststoff abgebaut ist.

Kunststoff mit Zusatz

Der ungiftige Zusatz Titandioxid soll als Katalysator dienen. Titandioxid reagiert auf Sonnenlicht und ist spezialisiert darauf, Radikale zu bilden. Diese könnten den Kunststoff zersetzen beziehungsweise mineralisieren. Vom Kunststoff bleiben dann lediglich Wasser und Kohlenstoffdioxid übrig.

Eine Herausforderung stellt die Tatsache dar, dass der Katalysator sofort beginnt Radikale zu bilden, sobald die Sonne scheint. Und dies unabhängig davon, ob eine Getränkeflasche im Gebrauch ist oder im Meer schwimmt. „Deshalb wollen wir ihn optimieren, und das ist unsere Kernidee: Wir wollen den Katalysator beschichten, damit die Radikale nicht nach außen dringen können und den Kunststoff nicht zu früh mineralisieren“, erklärt Volhard.

Durch Meerwasser aktivieren

Die beiden Forscher setzen darauf, die Titandioxid-Pigmente mit Polyphosphat zu beschichten. Dieses reagiert sehr sensitiv auf Salze, sodass im Kontakt mit Leitungs- oder Mineralwasser nichts passiert. Im salzigen Meerwasser hingegen löst es sich auf und gibt die Radikale frei, die dann den treibenden Plastikmüll zersetzen. „Jetzt ist es meine Aufgabe zu überprüfen, ob das Konzept wirklich funktioniert“, erläutert Volhard. Bisher hat er den Abbau von Kunststoffen, die in Meer- und Leitungswasser gelöst sind, im Labor untersucht. Die Zersetzung im Meerwasser hat funktioniert und stimmt ihn zuversichtlich. Da die Kunststoffe im Meer nicht in gelöster Form vorliegen, muss er noch näher an die Realität und die Verpackungsmaterialien kommen.

Volhard experimentiert gerade an einer Versuchsreihe mit Kunststoffen und Katalysatoren am Kneter des Labors für Kunststofftechnologie. Ziel ist, dass die entwickelten Kunststoffe im Idealfall nur noch maximal zehn Jahre benötigen, bis sie sich vollständig zersetzen. Ein Verfahren, mit dem sich die Zeit extrapolieren lässt, muss entwickelt werden. (sf)