Upcycling plastic flessen zou hen een nuttiger tweede leven kunnen geven

Wetenschappers van het Amerikaanse Department of Energy's National Renewable Energy Laboratory (NREL) hebben een recyclageproces ontwikkeld dat plastic flessen, plastic kleding en tapijt voor eenmalig gebruik gemaakt uit polyethyleentereftalaat (PET), omvormt in waardevoller producten met een langere levensduur. Hun onderzoek, gepubliceerd op 27 februari in het tijdschrift Joule, zou kunnen helpen de oceanen beschermen tegen plastic afval door een nieuwe impuls te geven aan de markt voor gerecycleerde kunststoffen.

PET is sterk maar licht van gewicht, bestand tegen water, en onbreekbaar - eigenschappen die het extreem populair maken onder fabrikanten. Hoewel PET recycleerbaar is, belandt het grootste deel van de jaarlijks geproduceerde 26 miljoen ton op stortplaatsen of elders in het milieu, waar het honderden jaren duurt om biologisch af te breken. Maar zelfs wanneer het wordt gerecycleerd, is het proces verre van perfect. Teruggewonnen PET heeft een lagere waarde dan het origineel en kan slechts één of twee keer worden hergebruikt.

"Standaard PET-recycling vandaag is in wezen 'downcycling'", zegt senior auteur Gregg Beckham, Senior Research Fellow bij NREL. "Het proces dat wij  bedacht hebben is een manier om PET te 'upcyclen' naar lange levensduur, waardevolle composietmaterialen zoals die zouden worden gebruikt voor auto-onderdelen, schoepen voor windturbines, surfplanken of snowboards."

Het team combineerde teruggewonnen PET met bouwstenen afgeleid van hernieuwbare bronnen zoals biomassa van afvalplanten. Dit resulteerde in een nieuw materiaal dat teruggewonnen PET combineert met duurzaam gewonnen bio-based moleculen om twee soorten vezelversterkte kunststoffen (FRP's) te produceren, die 2 tot 3 keer meer waard zijn dan het originele PET, wat betekent dat toekomstige plastic flessen een lucratief tweede leven zouden kunnen leiden.

Door hun samenwerking met analisten bij NREL, voorspelt het team ook dat het samengesteld product 57% minder energie zou nodig hebben bij de productie dan teruggewonnen PET volgens het huidig recyclingproces en 40% minder broeikasgassen zou uitstoten dan bij de productie van standaard op aardolie gebaseerde FRP's - een significante verbetering dus.

"Het idee is om technologieën te ontwikkelen die de economie van PET-terugwinning kan stimuleren, "zegt Beckham." Wij hopen verder upcyclingtechnologieën voor 'tweede leven' te ontwikkelen die ons toelaten om plastic bestemd voor eenmalig gebruik waardevol terug te winnen. Dit kan op zijn beurt helpen om verspilling tegen te gaan en plastic te weren uit de de oceanen en de stortplaatsen."

Maar er is nog werk aan de winkel voordat dit recyclingproces geïmplementeerd kan worden in de industrie. Het team is van plan om verder te gaan in het analyseren van de eigenschappen van de composietmaterialen die ontstaan bij PET gecombineerd met de op planten gebaseerde monomeren en om het proces verder te testen op haalbaarheid voor productie. Ze hopen ook composieten te ontwikkelen die zichzelf kunnen recycleren; de huidige composieten kunnen jaren en zelfs decennia meegaan, maar zijn dat ook niet per se recycleerbaar. Daarnaast plant het NREL-team plannen om vergelijkbare technologieën te ontwikkelen voor het recyclen van andere soorten materialen.

"De schaal van PET-productie is een stuk kleiner dan die van de productie van composieten, dus hebben we veel meer upcycling oplossingen nodig om echt wereldwijd impact te hebben op de terugwinning van kunststoffen door middel van technologieën zoals voorgesteld in de huidige studie," zegt hoofdauteur Nicholas Rorrer, een ingenieur bij NREL die ook heeft deelgenomen aan de studie.

Vertaling: Andre Teirlinck