Forscher der US-amerikanischen Pennsylvania State University (Penn State) haben aus gebrauchten PET-Kunststoffflaschen synthetischen Graphit hergestellt. Das gewonnene Material ist den Angaben zufolge besonders gleichmäßig aufgebaut und übertrifft dabei untersuchte Proben aus natürlichem Graphit. Die Ergebnisse zeigen laut den Projektverantwortlichen, dass Kunststoffabfall künftig als Ausgangsmaterial für Batteriekomponenten dienen könnte.
Graphit ist ein wichtiger Bestandteil von Lithium-Ionen-Batterien und wird dort zum Speichern und Abgeben elektrischer Ladung eingesetzt. Das US-Energieministerium führt den Rohstoff als kritisches Mineral. Mit der wachsenden Nachfrage nach Elektrofahrzeugen, Unterhaltungselektronik und großen Energiespeichern steigt auch der Bedarf an geeignetem Graphit.
PET gehört zu den weltweit am häufigsten verwendeten Kunststoffen. Obwohl viele Kunststoffflaschen in Recyclingbehältern landen, wird ein großer Teil des Materials entsorgt, zu Produkten mit geringerem Wert weiterverarbeitet oder auf Deponien gebracht. Die Ergebnisse der Penn-State-Forschung zeigen, dass dieser Abfall als Quelle für Kohlenstoff in Batteriequalität dienen könnte.
Vom PET-Abfall zum synthetischen Graphit
Für die Herstellung zerkleinerte das Team PET-Kunststoff, vermischte ihn mit einer kleinen Menge Graphenoxid und erhitzte das Material unter kontrollierten Bedingungen. Auf diese Weise entstand synthetischer Graphit mit einer besonders geordneten Struktur. Die besten Ergebnisse erzielten die Forscher mit einem Anteil von 2,5 Gewichtsprozent Graphenoxid.
Das Graphenoxid unterstützte dabei die Bildung und das Wachstum der Graphitstruktur. Seine Oberflächen halfen den Kohlenstoffatomen, sich während des Erhitzens geordnet anzuordnen. Der so hergestellte Graphit wies eine stärkere strukturelle Ordnung auf als die untersuchten Proben aus natürlichem Graphit.
Viele herkömmliche Verfahren zur Herstellung synthetischen Graphits nutzen Metallkatalysatoren wie Eisen, Nickel oder Kobalt. Diese können Verunreinigungen hinterlassen, die durch zusätzliche chemische Reinigung entfernt werden müssen. „Durch den Verzicht auf Metallkatalysatoren können wir saubereren Graphit herstellen und zugleich den Chemikalieneinsatz sowie die Abfallerzeugung reduzieren“, erklärte Studienleiterin Shakshi Sekar.
Der Verzicht auf die Entfernung von Katalysatoren könnte eine künftige Herstellung vereinfachen und den mit der Produktion von Batteriematerialien verbundenen ökologischen Fußabdruck verringern. Für die Bewertung einer großtechnischen Produktion und der Leistung in Batterien sind weitere Arbeiten erforderlich. Die Studie zeigt laut den Forschern dennoch einen möglichen Weg, einen verbreiteten Abfallstrom in ein hochwertiges Material für die Energiespeicherung umzuwandeln.
M. meint
Die Frage richtet sich doch nicht an dich, daher ist es überflüssig, dass du dich an einer Antwort versuchst. Und sie wird auch nicht von mir kommen, sondern von denen, die das später industrialisieren wollen. DIE müssen sie stellen und sich selbst beantworten, bevor sie anfangen, da Geld zu investieren.
Immerhin hast du doch noch erkannt: 25 ct. wird der Preis aber nicht sein, da es unüblich ist, die Flaschen im Aldi als Pfand „zu kaufen“. Man wird eher hinter den Aldi fahren und die Flaschen abnehmen, die nach der Rückgabe eben kein Pfand mehr wert sind.
Das ist aber nur der Preis für den Rohstoff, nicht der für das Verfahren.
Ich schätze, da hast du auch nichts.
Das sind übrigens Forscher der Penn State. USA. Grab mal aus, was es dort mit Recycling auf sich hat. Könnte deinen Beitrag über den Haufen werfen…
Referendar meint
US Forscher, keine Chinesen. Das verwundert nicht, in China landen alte PET Flaschen in der Pampa.
M. meint
Die finale Frage wird sein: was kostet das?
Damit wird sich entscheiden, ob das kommt oder nicht.
Jedenfalls, bis man sich von Graphit als Batteriematerial abwendet.
Paule meint
In Deutschland also mindestens 0,25 EUR je Flasche Einsatz, schätze ich mal. Vermutlich sogar etwas mehr. Aber nur, bis man sich von Graphit als Batteriematerial abwendet.
Mal im Ernst: Du stellst in einem BEV-Blog konkrete Frage nach den Kosten eines Verfahrens? Das wissen mit Sicherheit sogar die Forscher der US-amerikanischen Pennsylvania State University nicht. Würde mich wundern, wenn die Einbick in die Buchhaltung nehmen.
„dass dieser Abfall als Quelle für „… Hallo, Abfall? Der Preis für reines PET-Recyclat liegt je nach Verarbeitungsstufe und Qualität bei etwa 0,60 € bis 1,80 € pro Kilogramm. Da von Abfall zu sprechen – na, ich weiß ja nicht. PET-Recyclat (rPET) ist sehr begehrt, weil gesetzliche Vorgaben die Nachfrage antreiben, Markenhersteller ihre Nachhaltigkeitsziele erreichen wollen und das Material für den geschlossenen Kreislauf (Bottle-to-Bottle) benötigt wird. 94 Prozent aller PET-Getränkeflaschen werden laut Studie recycelt, die Verwertungsquote liegt sogar bei fast 100 Prozent.
Abfall, tststs.
M. meint
(hier sollte das hin, den anderen könnt ihr löschen)
Die Frage richtet sich doch nicht an dich, daher ist es überflüssig, dass du dich an einer Antwort versuchst. Und sie wird auch nicht von mir kommen, sondern von denen, die das später industrialisieren wollen. DIE müssen sie stellen und sich selbst beantworten, bevor sie anfangen, da Geld zu investieren.
Immerhin hast du doch noch erkannt: 25 ct. wird der Preis aber nicht sein, da es unüblich ist, die Flaschen im Aldi als Pfand „zu kaufen“. Man wird eher hinter den Aldi fahren und die Flaschen abnehmen, die nach der Rückgabe eben kein Pfand mehr wert sind.
Das ist aber nur der Preis für den Rohstoff, nicht der für das Verfahren.
Ich schätze, da hast du auch nichts.
Das sind übrigens Forscher der Penn State. USA. Grab mal aus, was es dort mit Recycling auf sich hat. Könnte deinen Beitrag über den Haufen werfen…
Paule meint
Mein Beitrag – nahezu jeder hat es bemerkt – war deutlich als Stöckchen markiert.
Ernsthaft war nur „Du stellst in einem BEV-Blog konkrete Frage nach den Kosten eines Verfahrens?“
Von USA-Wirtschaft hast Du auch nullkommanull Ahnung. Nur Sprüche. Deren PET-Recyclingwerke sind durch günstige Neuplastikpreise massiv unter Druck, was zuletzt zur Schließung mehrerer großer Recyclingwerke führte. Glaube aber, mit Sachinfos kannst Du nichts anfangen.