Chemik z Heidelbergu vyhrál cenu Karla Freudenberga za inovaci v oblasti recyklace!

Chemik z Heidelbergu vyhrál cenu Karla Freudenberga za inovaci v oblasti recyklace!

Dne 25. května 2025 byla Akademií věd v Heidelbergu (HAdW) udělena renomovaná cena Karla Freudenberga chemikovi Maxmiliánu Baurovi. Tato pocta oceňuje jeho dizertační práci o výrobě udržitelného polyethylenu na univerzitě v Kostnici. Baur byl oceněn za inovativní výzkum, který se zabývá cíleným vytvářením předem stanovených bodů zlomu v polymerních řetězcích bez kompromisů ve vlastnostech materiálu.

Hlavním cílem této práce je zlepšit recyklovatelnost polyetylenových materiálů. Baur vysvětlil, že do polyetylenu integroval ketoskupiny, které se rozkládají UV zářením a vytvářejí cílené body zlomu. To by mohlo rozhodujícím způsobem přispět ke snížení plastového odpadu.

Inovativní přístupy k udržitelným plastům

K dosažení požadovaných vlastností použil Baur neutrální niklové katalyzátory s [P,O]-fosfinofenolátovými ligandy. Tyto metody vedly k výrobě vysokomolekulárních keto-modifikovaných polyethylenů známých jako keto-PE. Výsledky jsou slibné: Tyto materiály si zachovávají vlastnosti běžného polyetylenu a zároveň jsou rozložitelné pod UV zářením.

Výzkum byl proveden v rámci projektu financovaného z ERC Advanced Grant „DEEPCAT: Degradable Polyolefin Materials Enabled by Catalytic Methods“ pod vedením Stefana Meckinga. Maxmiliam Baur, který dokončil doktorát v červnu 2024, nyní vede postdoktorandskou pozici na Kalifornské univerzitě v Santa Barbaře, kde pracuje na heterogenní katalýze pro recyklaci plastů.

Cena Karla Freudenberga, která se uděluje každoročně od roku 1986 a je dotována částkou 10 000 eur, oceňuje vynikající vědeckou práci v přírodních vědách, zejména v chemii a biologii. Toto ocenění podtrhuje důležitost výzkumu společnosti Baur v oblasti, která se stává stále aktuálnější.

Výzvy recyklace polyethylenu

V kontextu recyklačních technologií hrají polyetylen (PE) a polypropylen (PP) ústřední roli, protože jsou celosvětově nejčastěji používanými plasty. Vědci nedávno vyvinuli nový proces recyklace polyethylenu, který přeměňuje polyethylen na propylen. Tento propylen lze použít jako surovinu k výrobě polypropylenu, který je všestrannější a snáze se recykluje.

Polyetylen tvoří asi třetinu celosvětové produkce plastů, ale jen asi 14 procent z něj se recykluje. Současná recyklace často vede k horším polymerním směsím, přičemž inertnost polyethylenu představuje významnou překážku. Výzkumný tým vedený Johnem Hartwigem z Kalifornské univerzity v Berkeley našel inovativní řešení, které by mohlo výrazně zvýšit efektivitu recyklace.

Tato metoda zahrnuje štěpení atomů vodíku pomocí speciálních katalyzátorů, vytváření uhlíkových dvojných vazeb, které zvyšují reaktivitu. V laboratorních testech byl tým schopen přeměnit více než 80 procent polyethylenu na propylen, což by mohlo potenciálně snížit potřebu břidlicového plynu pro výrobu polypropylenu.

Přestože tyto procesy mají ke komerčnímu využití ještě hodně daleko, výzkumníci jsou optimističtí. Metody jsou kompatibilní se stávajícími průmyslovými reakcemi a mohly by rozhodujícím způsobem přispět ke snížení plastového odpadu. Vzhledem k výzvám odpadového hospodářství je účinnost a škálovatelnost těchto nových procesů zásadní.

Vývoj v oblasti chemické recyklace polyetylenu a polypropylenu ukazuje, že výzkum v této oblasti dosahuje slibných pokroků, které by mohly trvale změnit budoucí využití plastů. Klíčovou roli by mohla hrát synergie inovací od vědců jako Maximilian Baur.