Ist der Versuch, Plastik zu recyceln, eine Verschwendung? Treffen Sie die Wissenschaftler, die an neuen Lösungen arbeiten

Wir können aus Kunststoff erstaunliche Dinge entwerfen und herstellen; es ist viel schwieriger, sie zu entfernen.

In einer TerraCycle-Anlage in New Brunswick sortieren Arbeiter Gegenstände, die unterschiedliche Recyclingprozesse erfordern. (Emma Lee/WHYY)

Diese Geschichte stammt von The Pulse, einem wöchentlichen Gesundheits- und Wissenschaftspodcast.

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Shirley Knarr betreibt Recycling seit den 1970er-Jahren, damals war es etwas, was nur wenige Kommunalverwaltungen taten. Sie und einige ihrer Mitbewohner in Santa Fe, New Mexico, sind immer noch bestrebt, die besten Möglichkeiten zu finden, Abfälle zu entsorgen, die nicht in die Recyclingtonne gehören.

„Ich denke, ein Großteil unserer Gemeinde ist sehr recyclingbewusst und enttäuscht darüber, dass sie nicht mehr recyceln können, als sie können“, sagte Knarr.

Sie ist Teil einer Gruppe von rund 20 Gleichgesinnten namens El Dorado 285 Recycles. Sie gingen zu einem örtlichen Einkaufszentrum und baten um Platz zum Sammeln von Dingen, die nicht über kommunale Programme recycelt werden können, wie Stifte, Gummibänder und Kosmetikbehälter. Sie geben die Gummibänder an Menschen weiter, die sie für die Postzustellung benötigen, und der Rest des sorgfältig sortierten Abfalls geht zum Teil an TerraCycle, ein Unternehmen in New Jersey, das mit Herstellern zusammenarbeitet, um Produkte wie Kosmetikbehälter, Stifte usw. zu recyceln. Kaffeepads und Zahnbürsten.

„Der Sohn eines Freundes nennt uns Re-Psychos“, sagte Organisatorin Karen Sweeney.

Die meisten Menschen in den USA recyceln immer noch, obwohl sie nicht sicher sind, ob ihre Abfälle tatsächlich recycelt werden, und es in letzter Zeit immer wieder Meldungen gibt, dass Recycling nicht funktioniert. Besonders schlimm ist das Problem bei Kunststoffen: Die USA produzieren jedes Jahr 30 Tonnen Plastikmüll, und der Großteil davon landet immer noch auf Mülldeponien. Beim Recycling von Kunststoff sind große wirtschaftliche und wissenschaftliche Hürden zu überwinden.

Aber einige Unternehmen, Wissenschaftler und begeisterte Recycler arbeiten immer noch daran.

Die Mitarbeiter von TerraCycle nehmen sortierten Abfall, zerkleinern ihn in kleine Stücke, extrahieren mit einem Magneten jegliches Metall und geben den Rest in einen großen Wassertank, um die verschiedenen Materialarten weiter zu trennen – je nachdem, ob sie sinken oder schwimmen.

„Jeder einzelne Stift, den wir von Ihrem Sammler in New Mexico bekommen, ist ein Stift, der nicht auf der Mülldeponie landet“, sagte Kathy Pazakis, Chief Commercial Officer bei TerraCycle.

Es ist schwer, mit Recycling Geld zu verdienen. TerraCycle macht es möglich, indem es Hersteller oder Verbraucher wie Einzelpersonen oder große Unternehmen dazu bringt, für die Kosten aufzukommen.

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Ein französisches Unternehmen, Carbios, geht noch einen Schritt weiter: Sie sammeln und recyceln PET, den Kunststoff, der in Flaschen und künstlichen Stoffen verwendet wird, und verkaufen den recycelten Kunststoff dann an Unternehmen zurück, um neue Produkte herzustellen. Sie arbeiten dabei bereits mit Unternehmen wie L'Oréal, Nestlé und Pepsico zusammen. Und das Geschäft laufe gut, sagte stellvertretender Vorstandsvorsitzender Martin Stephan.

„Es besteht eine starke Nachfrage nach recyceltem Kunststoff, insbesondere nach recyceltem PET, aber das Angebot ist mit der aktuellen Technologie begrenzt“, sagte Stephan.

Ein Teil der Nachfrage ergibt sich aus einer Politik der Europäischen Union, die Unternehmen verpflichtet, in den nächsten Jahren immer mehr recycelten Kunststoff zu verwenden. Allerdings gibt es die Technologie, die Carbios für das Recycling und die Wiederverwendung von PET einsetzt, für die meisten anderen Kunststoffarten nicht.

Kunststoffe sind Polymere – Ketten kleinerer Partikel, sogenannte Monomere, die in einem chemischen Prozess zusammengeschmiedet werden. Wir können aus Kunststoff erstaunliche Dinge entwerfen und herstellen. Es sei schwieriger, sie zu entfernen, sagte Erin Stache, eine organische Chemikerin an der Cornell University, die sich mit Kunststoffen beschäftigt.

„Wenn man ein Polymer wieder in sein Monomer umwandeln und es dann wiederverwenden und ein neues Polymer herstellen kann, ist das sozusagen der geschlossene Kreislauf des Polymerrecyclings“, sagte sie. „Wir haben Jahrzehnte damit verbracht, die Polymersynthese zu perfektionieren und diese Prozesse so kostengünstig und effizient wie möglich zu gestalten. Und jetzt müssen wir herausfinden, wie wir die Rückreaktion durchführen können.“

Stache und einer ihrer Schüler, Sewon Oh, haben gerade Einzelheiten zum Abbau von Polystyrol veröffentlicht, einer weiteren gängigen Kunststoffart, die zur Herstellung weißer Take-out-Behälter oder Kaffeetassen verwendet wird. Ihr Prozess spaltet dieses Material in Benzoesäure auf, eine Chemikalie, die häufig als Lebensmittelkonservierungsmittel in Produkten wie Limonade verwendet wird.

„Ich habe alle meine Styropor-Kaffeetassendeckel aufbewahrt … sie liegen einfach auf meinem Schreibtisch und ich übergebe sie einfach Sewon, wenn er etwas mehr Plastik zum Zerlegen braucht“, sagte Stache.

Ihr Verfahren nutzt Licht, um die Reaktion voranzutreiben, und ihr Labor arbeitet daran, es effizienter zu machen.

Bei anderen Kunststoffarten, etwa Autoreifen, ist die wissenschaftliche Hürde sogar noch größer. So groß, dass Wissenschaftler früher dachten, ein Recycling sei unmöglich. Im Herstellungsprozess von Reifen werden Chemikalien irreversibel vernetzt. Derzeit werden Altreifen auf einer Mülldeponie abgelagert oder zur Energiegewinnung verbrannt.

Aber John Torkelson, ein Chemieingenieur an der Northwestern University, arbeitete mit seinem Labor zusammen und fand einen Weg, Reifen mithilfe eines etwas anderen Vernetzungsprozesses herzustellen, der reversibel ist, sodass die Rohstoffe wiederverwendet werden können.

Sie haben mit diesem Verfahren noch keinen Reifen hergestellt, obwohl er und sein Team ihr Verfahren getestet haben, um sicherzustellen, dass ihr Produkt der Belastung und dem Druck standhält, denen ein echter Reifen ausgesetzt wäre.

„Einerseits denke ich, dass wir tatsächlich große Fortschritte gemacht haben“, sagte er. „Wir haben im letzten halben Dutzend Jahren tatsächlich sieben verschiedene Chemikalien entwickelt, die zur Herstellung dieser vernetzten Polymere verwendet werden können, die vom Standpunkt des Recyclings als aussichtslos galten, um sie tatsächlich recycelbar zu machen.“

Und die Prozesse, die sie verwenden, sind einfach, was es für ein Reifenunternehmen attraktiver machen würde, es auszuprobieren.

Aber letztendlich muss sich das Produkt selbst verändern, was an die Grenze des Recyclings stößt. „Viele Konsumgüter können in ihrer jetzigen Form einfach nicht recycelt werden“, sagte Tom Szaky, CEO von TerraCycle.

„Wie können wir dann einen größeren Schritt machen und anfangen, die Zusammensetzung des Produkts anzupassen? Und dann einen noch größeren Schritt machen und das gesamte Konzept des Produkts anpassen, um von Einweg auf Mehrweg umzustellen?“

Er sagte, damit dies geschehen könne, müssten die Regierungen Gesetze erlassen, die die Hersteller dazu zwingen, mehr auf die Herstellung ihrer Produkte zu achten – oder die Unternehmen dazu verpflichten, die Kosten für die ordnungsgemäße Abfallentsorgung zu decken.

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