Alte Batteriesäure wandelt Plastik in Industriechemikalien um

Technik, Energie und Einsatz

Das Team aus Cambridge setzte stattdessen einen Prozess namens photokatalytische Transferhydrierung (PTH) ein, bei dem mithilfe Material auf ein anderes übertragen wird. Im neuen System wurden nachverbrauchsplastische Abfälle zunächst sechs Stunden lang in Schwefelsäure gekocht.

Dieser Prozess zerlegt den festen Abfall in lösliche Monomere und Alkohole, die später als Wasserstoffdonatoren in der Reaktion dienen. Die Forscher kombinierten diese Hydrolysate mit Nitroarenen und einem Zweikomponenten-Katalysatorsystem aus Graphitnitrid und Kobalt-Molybdän-Sulfid (CoMoS₂).

Das Graphitnitrid wirkte als Lichtabsorber, während CoMoS₂ die selektive chemische Umsetzung vorantrieb. Unter Einwirkung Katalysator den aus Kunststoffen stammenden Molekülen Protonen und Elektronen und übertrug diese direkt auf die Nitroarene, wodurch Aniline entstehen, ohne dass dabei getrennt Wasserstoffgas erzeugt wird.

Was die Studie zeigt

Sonnenlicht ersetzt fossilen Wasserstoff. Das System wandelte 24 verschiedene Nitroarene in Aniline um, mit Ausbeuten zwischen 83 % und 99 %. Die Forscher berichteten, dass die Reaktion auch in Gegenwart anderer funktioneller Gruppen, die industrielle chemische Prozesse häufig stören, eine hohe Selektivität beibehält.

Das Team stellte zudem fest, dass direkt aus Kunststoffabfällen erzeugte Alkohole Ausbeuten von über 80 Prozent lieferten. Der Prozess funktionierte sowohl unter simuliertem Sonnenlicht als auch unter Standard-LED-Beleuchtungsbedingungen.

Neben der Chemie selbst schätzten die Forscher, dass der Ansatz im Vergleich zu konventionellen industriellen Methoden die CO₂-Emissionen um 77 Prozent reduzieren könnte.

Technik, Energie und Einsatz

Die Arbeit deutet zudem auf ein potenzielles zirkuläres Herstellungsverfahren hin, bei dem Kunststoffabfälle und verbrauchte Batteriesäure wiederverwendet werden, um hochwertige Chemikalien zu erzeugen, statt Umweltverschmutzer zu werden.

Im Gegensatz zu vielen photokatalytischen Systemen, die auf teure Edelmetalle angewiesen sind, nutzt der neue Ansatz reichlich vorhandene Materialien und behält unter sauren Bedingungen die Effizienz bei. Die Studie wurde in Angewandte Chemie International Edition veröffentlicht.