Plasticafval veroorzaakt wereldwijd problemen. Het meeste plasticafval wordt verbrand of gestort en dat heeft duidelijke nadelen. Bij verbranding komt CO₂ vrij en gestort plastic vervuilt het milieu. Idealiter breek je plasticafval af tot monomeren en maak je er nieuwe plastics van. Helaas is depolymerisatie van bulkplastics nogal moeilijk, omdat het reactieproces lastig te controleren is. Katalysators kunnen de selectiviteit verbeteren, maar kunnen lijden aan prestatieverlies.

Een groep Amerikaanse onderzoekers van onder meer University of Maryland, Princeton University en University of Wisconsin-Madison komt nu in Nature met een alternatieve methode om polypropeen (PP) en polyethyleentereftalaat (PET) te depolymeriseren. Daarvoor gebruiken ze een katalysatorvrije geëlektrificeerde spatial temporal heating (STH) methode.

De onderzoekers bouwden een gelaagd systeem met twee lagen poreus koolstofvilt en een reservoir met plastic reactant. De bovenste koolstoflaag verhitten ze met elektrische pulsen, de onderste koolstoflaag dient als reactor. Zo creëren ze een temperatuurgradiënt in de reactorlaag. Het plastic reactant kan zo continue smelten, middels capillariteit omhoog trekken door de reactor, verdampen en uiteindelijk afbreken tot losse monomeren. Boven de verwarmende laag voeren ze de gasvormige producten af. Ze slaagden er met deze methode in om PP en PET selectief te depolymeriseren tot hun monomeren met respectievelijk 36 en 43% rendement.

De onderzoekers testten ook de schaalbaarheid van het proces door de dubbele laag te vergroten en de polypropeeninput te vertienvoudigen van 0,1 naar 1,0 gram. Het rendement bleef gelijk . Volgens de onderzoekers laat dit zien dat het proces potentie heeft voor praktische toepassing. Ze hopen hiermee een bijdrage te leveren aan het oplossen van het wereldwijde plasticprobleem.

Dong et al, (2023), Nature, https://doi.org/10.1038/s41586-023-05845-8