Heidelberg-kjemiker vinner Karl Freudenberg-prisen for resirkuleringsinnovasjon!

Heidelberg-kjemiker vinner Karl Freudenberg-prisen for resirkuleringsinnovasjon!

Den 25. mai 2025 ble den anerkjente Karl Freudenberg-prisen delt ut av Heidelberg Academy of Sciences (HAdW) til kjemikeren Maximilian Baur. Denne æren anerkjenner avhandlingen hans om produksjon av bærekraftig polyetylen ved Universitetet i Konstanz. Baur ble hedret for sin innovative forskning, som omhandler målrettet opprettelse av forhåndsbestemte bruddpunkter i polymerkjeder uten å gå på akkord med materialegenskapene.

Hovedmålet med dette arbeidet er å forbedre resirkulerbarheten til polyetylenmaterialer. Baur forklarte at han integrerte ketogrupper i polyetylen, som brytes ned av UV-stråling for å skape målrettede bruddpunkter. Dette kan gi et avgjørende bidrag til å redusere plastavfallet.

Innovative tilnærminger til bærekraftig plast

For å oppnå de ønskede egenskapene brukte Baur nøytrale nikkelkatalysatorer med [P,O]-fosfinofenolatligander. Disse metodene førte til produksjon av høymolekylære keto-modifiserte polyetylener kjent som keto-PE. Resultatene er lovende: Disse materialene beholder egenskapene til konvensjonell polyetylen og er samtidig nedbrytbare under UV-stråling.

Forskningen ble utført som en del av det ERC Advanced Grant-finansierte prosjektet "DEEPCAT: Degradable Polyolefin Materials Enabled by Catalytic Methods" under ledelse av Stefan Mecking. Maxmiliam Baur, som fullførte sin doktorgrad i juni 2024, leder nå en postdoktorstilling ved University of California Santa Barbara, hvor han jobber med heterogen katalyse for plast-upcycling.

Karl Freudenberg-prisen, som har blitt delt ut årlig siden 1986 og er bevilget med 10 000 euro, hedrer fremragende vitenskapelig arbeid innen naturvitenskap, spesielt innen kjemi og biologi. Denne prisen understreker viktigheten av Baurs forskning på et område som blir stadig mer aktuelt.

Utfordringer med resirkulering av polyetylen

I sammenheng med resirkuleringsteknologier spiller polyetylen (PE) og polypropylen (PP) en sentral rolle siden de er den mest brukte plasten over hele verden. Forskere har nylig utviklet en ny prosess for resirkulering av polyetylen som omdanner polyetylen til propylen. Denne propylenen kan brukes som råmateriale for å produsere polypropylen, som er mer allsidig og lettere å resirkulere.

Polyetylen står for omtrent en tredjedel av den globale plastproduksjonen, men bare rundt 14 prosent av den resirkuleres. Nåværende resirkulering resulterer ofte i dårligere polymerblandinger, med tregheten til polyetylen utgjør en betydelig hindring. Et forskerteam ledet av John Hartwig fra University of California i Berkeley har funnet en innovativ løsning som kan øke effektiviteten av resirkulering betydelig.

Denne metoden innebærer å splitte hydrogenatomer ved hjelp av spesielle katalysatorer, og skape karbondobbeltbindinger som øker reaktiviteten. I laboratorietester klarte teamet å konvertere over 80 prosent av polyetylen til propylen, noe som potensielt kan redusere behovet for skifergass for polypropylenproduksjon.

Selv om disse prosessene fortsatt er langt unna kommersiell bruk, er forskerne optimistiske. Metodene er kompatible med eksisterende industrielle reaksjoner og kan gi et avgjørende bidrag til å redusere plastavfall. Gitt utfordringene med avfallshåndtering er effektiviteten og skalerbarheten til disse nye prosessene avgjørende.

Utviklingen innen kjemisk resirkulering av polyetylen og polypropylen viser at forskningen på dette området gjør lovende fremskritt som permanent kan endre fremtidig bruk av plast. Synergien av innovasjoner fra forskere som Maximilian Baur kan spille en nøkkelrolle.