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News: Kohlendioxid als Plastikrohstoff

Kunststoffe werden in den allermeisten Fällen aus Erdöl gewonnen wird. Den Ergebnissen amerikanischer Wissenschaftler zufolge könnte jedoch auch Kohlendioxid als Plastrikrohstoff herhalten und industriell genutzt werden.
Ganz neu ist die Idee indes nicht. Bereits in den sechziger Jahren haben japanische Wissenschaftler versucht, CO2 zu polymerisieren. Seitdem gab es immer wieder Versuche, Aluminium- und Zink-Komplexe als Katalysatoren zu nutzen. Die Reaktionen verliefen aber viel zu langsam, um von wirtschaftlichem Interesse zu sein. In den neunziger Jahren war man bei Geschwindigkeiten von zehn Molekülen pro Stunde udn Molekülkette angelangt, während im Falle von Erdöl als Rohstoff 10 Millionen Teilchen pro Stunde kombinieren.

Dem Chemiker Geoffrey Coates von der Cornell University und seinen Kollegen gelang nun der Durchbruch mit einem Katalysator auf Zinkbasis. Als Ausgangstoffe benutzten sie Kohlendioxid und Epoxide, das sind sehr reaktionsfreudige organische Verbindungen, die einen dreigliedrigen Ring enthalten. Der Zink-Katalysator beschleunigt die Bildung sogenannter Polycarbonate. Die Gruppe um Coates fand somit eine offenbar effiziente Methode, einen neuen Kunststoff herzustellen. Eine echte Gefahr für die Petrochemie scheint es allerdings noch nicht zu geben. Der bisher vielversprechendste Katalysator schafft gerade einmal 600 Moleküle pro Stunde – dies allerdings bei geringen Drücken und Temperaturen. Präsentiert wurden die Ergebnisse über die neue Katalysator-Generation am 22. März 1999 auf dem nationalen Treffen der American Chemical Society.

Coates bemerkte, daß der neue Kunststoff möglicherweise als biologisch abbaubares Verpackungsmaterial verwendet werden könnte. Er wäre vielleicht aber auch für Landwirtschaft und Biomedizin von Interesse. Ein umfassende Studie über die Eigenschaften des Polymers liegt jedoch noch nicht vor. Coates verglich das Entwicklungsstadium der Polycarbonate mit dem des Polypropylens, als dieses zuerst in den 50er Jahren erzeugt wurde. "Wir wußten damals nicht, was wir mit Polypropylen anfangen sollen. Es war ein völlig neuer Polymer mit keiner bekannten Verwendung in der Industrie. Genau wie beim Polypropylen wird nur ein kommerzieller Prozeß zur Herstellung von Polycarbonaten auf CO2-Basis die Wirtschaft dazu stimulieren, Anwendungen zu finden", sagte er. "Wir sind an einem Punkt angelangt, an dem die Reaktionen nur noch Stunden benötigen und nicht mehr Tage, wie bei den vorigen Katalysatoren." Damit erscheint der Vorgang der Polymerisation von CO2 zum ersten Mal ökonomisch reell und kommerziell nutzbar.

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