Heidelberg-chemicus wint Karl Freudenberg-prijs voor recyclinginnovatie!

Heidelberg-chemicus wint Karl Freudenberg-prijs voor recyclinginnovatie!

Op 25 mei 2025 werd de gerenommeerde Karl Freudenberg-prijs door de Heidelberg Academie van Wetenschappen (HAdW) uitgereikt aan de chemicus Maximilian Baur. Deze eer is een erkenning voor zijn proefschrift over de productie van duurzaam polyethyleen aan de Universiteit van Konstanz. Baur werd geëerd voor zijn vernieuwende onderzoek, dat zich richt op het doelgericht creëren van vooraf bepaalde breekpunten in polymeerketens zonder de materiaaleigenschappen in gevaar te brengen.

Het belangrijkste doel van dit werk is het verbeteren van de recycleerbaarheid van polyethyleenmaterialen. Baur legde uit dat hij ketogroepen in polyethyleen integreerde, die door UV-straling worden afgebroken om gerichte breekpunten te creëren. Dit zou een beslissende bijdrage kunnen leveren aan het terugdringen van plastic afval.

Innovatieve benaderingen van duurzame kunststoffen

Om de gewenste eigenschappen te bereiken gebruikte Baur neutrale nikkelkatalysatoren met [P,O]-fosfinofenolaatliganden. Deze methoden leidden tot de productie van keto-gemodificeerde polyethenen met een hoog molecuulgewicht, bekend als keto-PE. De resultaten zijn veelbelovend: deze materialen behouden de eigenschappen van conventioneel polyethyleen en zijn tegelijkertijd afbreekbaar onder UV-straling.

Het onderzoek werd uitgevoerd als onderdeel van het door de ERC Advanced Grant gefinancierde project “DEEPCAT: Degradable Polyolefin Materials Enabled by Catalytic Methods” onder leiding van Stefan Mecking. Maxmiliam Baur, die in juni 2024 promoveerde, leidt nu een postdoctorale functie aan de Universiteit van Californië in Santa Barbara, waar hij werkt aan heterogene katalyse voor het upcycling van plastic.

De Karl Freudenberg-prijs, die sinds 1986 jaarlijks wordt uitgereikt en waaraan 10.000 euro is toegekend, beloont uitmuntend wetenschappelijk werk op het gebied van de natuurwetenschappen, met name op het gebied van de scheikunde en de biologie. Deze prijs onderstreept het belang van Baurs onderzoek op een gebied dat steeds relevanter wordt.

Uitdagingen bij het recyclen van polyethyleen

In de context van recyclingtechnologieën spelen polyethyleen (PE) en polypropyleen (PP) een centrale rol, aangezien dit wereldwijd de meest gebruikte kunststoffen zijn. Wetenschappers hebben onlangs een nieuw proces ontwikkeld voor het recyclen van polyethyleen, waarbij polyethyleen wordt omgezet in propyleen. Dit propyleen kan worden gebruikt als grondstof voor de productie van polypropyleen, dat veelzijdiger en gemakkelijker te recyclen is.

Polyethyleen is goed voor ongeveer een derde van de mondiale plasticproductie, maar slechts 14 procent daarvan wordt gerecycled. De huidige recycling resulteert vaak in inferieure polymeermengsels, waarbij de inertheid van polyethyleen een aanzienlijk obstakel vormt. Een onderzoeksteam onder leiding van John Hartwig van de Universiteit van Californië in Berkeley heeft een innovatieve oplossing gevonden die de efficiëntie van recycling aanzienlijk zou kunnen verhogen.

Deze methode omvat het splitsen van waterstofatomen met behulp van speciale katalysatoren, waardoor dubbele koolstofbindingen ontstaan ​​die de reactiviteit verhogen. In laboratoriumtests kon het team meer dan 80 procent van het polyethyleen omzetten in propyleen, wat mogelijk de behoefte aan schaliegas voor de productie van polypropyleen zou kunnen verminderen.

Hoewel deze processen nog ver verwijderd zijn van commercieel gebruik, zijn onderzoekers optimistisch. De methoden zijn compatibel met bestaande industriële reacties en kunnen een beslissende bijdrage leveren aan het verminderen van plasticafval. Gezien de uitdagingen van afvalbeheer zijn de efficiëntie en schaalbaarheid van deze nieuwe processen van cruciaal belang.

Ontwikkelingen op het gebied van chemische recycling van polyethyleen en polypropyleen laten zien dat onderzoek op dit gebied veelbelovende vooruitgang boekt die het toekomstige gebruik van kunststoffen permanent zou kunnen veranderen. De synergie van innovaties van wetenschappers als Maximilian Baur zou een sleutelrol kunnen spelen.