Das Jahrhundertprojekt legt los

Das WSS-Forschungszentrum «catalaix» hat seine Arbeit aufgenommen. An einer festlichen Auftaktveranstaltung in Aachen zeigten die Forschenden auf, wie sie Kunststoffe in ihre Einzelteile zerlegen und so die Basis schaffen wollen für eine mehrdimensionale Kreislaufwirtschaft.

Es ist ein gewaltiges Ziel, das sich die Forschenden um Regina Palkovits und Jürgen Klankermayer von der RWTH Aachen gesetzt haben: Sie arbeiten an nichts weniger als an einer Revolution der chemischen Industrie. Heute wandelt die chemische Industrie hauptsächlich erdölbasierte Rohstoffe mit ausgeklügelten Verfahren in die unterschiedlichsten Produkte um. Ein Grossteil dieser Produkte landet am Ende ihrer Lebenszeit im Abfall.

Das möchten die Aachener Forschenden ändern – mithilfe von massgeschneiderten Katalysatoren, welche solche Produkte in molekulare Bausteine zerlegen, die sich in eine mehrdimensionale Kreislaufwirtschaft einspeisen und wieder verwerten lassen. Dabei legen die Forschenden ihren Fokus zunächst auf die Kunststoffindustrie. Im vergangenen Jahr konnten sie dieses ambitionierte Vorhaben in einem – im wahrsten Sinn des Worts – «Jahrhundertprojekt» anpacken. Sie gewannen nämlich mit ihrem Projekt «catalaix» den mit 100 Millionen Schweizer Franken dotierten Ideenwettbewerb, den die Werner Siemens-Stiftung (WSS) zu ihrem hundertjährigen Bestehen ausgeschrieben hatte.

Glückwünsche und Vorträge

Ende September fand in Aachen die Auftaktveranstaltung des WSS-Forschungszentrums «catalaix» statt. Rund 200 Gäste aus Politik, Wirtschaft und Wissenschaft nahmen an dem festlichen und wissenschaftlich hochstehenden Anlass teil. Christina Ezrahi, Mitglied des Beirates der Familie der WSS, überbrachte die Glückwünsche der Stiftung. Sibylle Keupen, die Oberbürgermeisterin der Stadt Aachen, und Ulrich Rüdiger, der Rektor der RWTH Aachen, betonten die Bedeutung des neuen Forschungszentrums für Aachen und seine Universität.

In einer Gesprächsrunde und in Vorträgen stellten Fachleute das Projekt in einen grösseren Kontext. Den Einfluss von Plastikabfällen in den Ozeanen auf das maritime Ökosystem veranschaulichte Steffen Knodt, Vorstandsmitglied der Gesellschaft für Maritime Technik und der UN-Ozeandekade. Im Jahr 2050, sagte er, werde es ungefähr gleich viel Plastikmüll im Meer haben wie Fische.

André Bardow, Professor für Energie- und Prozesssystemtechnik an der ETH Zürich, skizzierte den steinigen Weg, um die Plastikindustrie klimaneutral zu machen. Laut ihm braucht es nicht nur eine Recyclingquote von mindestens 75 Prozent, sondern auch den Einsatz von grossen Mengen an Biomasse und erneuerbaren Energien. Und Bert Weckhuysen, Professor für Anorganische Chemie und Katalyse an der Universität Utrecht, zeigte auf, wie sich in der «Raffinerie der Zukunft» chemische Produkte aus Plastikabfällen und erneuerbaren Energien statt aus Rohöl herstellen lassen.

Bindungen spalten statt knüpfen

Regina Palkovits und Jürgen Klankermayer stellten die Idee von «catalaix» und die ersten Schritte des Forschungszentrums vor. Im Zentrum steht die Katalyse – jene Technik, die chemische Reaktionen beschleunigt oder erst ermöglicht. Bislang, erklärte Klankermayer, sei die Katalyse vor allem genutzt worden, um Bindungen zu knüpfen. «Wir wollen mit ihr auch Bindungen spalten.» Und zwar zu hochwertigen molekularen Bausteinen, die sich in verschiedenen Produktionsketten einsetzen lassen. «Kunststoffabfall soll zum Wertstoff werden», sagte Klankermayer.

Regina Palkovits betonte, dass massgeschneiderte Katalysatoren alleine nicht reichen. Es müssen skalierbare Verfahren entwickelt werden, die auch mit grossen Produktionsmengen funktionieren. Aus diesem Grund ist das «catalaix»-Team mit seinen 17 Forschungsgruppen enorm interdisziplinär aufgestellt und bearbeitet sämtliche Schritte vom Labor über die Pilotanlage bis zur Wertschöpfungskette für entstehende Produkte.

Die Arbeiten schreiten bereits zügig voran: Jürgen Klankermayer zeigte an einem Beispiel auf, wie sich der Kunststoff Polyethylen in bioabbaubare Polymilchsäure verwandeln lässt. Und er führte ein von seiner Forschungsgruppe entwickeltes Polymer vor, dessen Bindungen sich mit einer Stromquelle spalten lassen. In Kurzvorträgen und auf Postern präsentierten zudem mehrere Leiterinnen und Leiter von «catalaix»-Forschungsgruppen erste Resultate ihrer Ansätze.

Ulrich Schwaneberg beispielsweise entwickelt sogenannte Materialbinde-Peptide, die sich äusserst spezifisch an unterschiedliche Kunststoff-Typen anheften. Sie könnten in Zukunft von entscheidender Bedeutung sein, um Kunststoff-Gemische voneinander zu trennen. Und Lars Blank arbeitet mit Mikroorganismen, die Plastikverbindungen spalten können. Seinem Team gelang es, das Bakterium Pseudonomas putida gentechnisch so zu verändern, dass es verschiedene Kunststoffbausteine gleichzeitig effizient abbaut.

Es wird interessant sein zu sehen, wie das Projekt «catalaix» die Kunststoff- und Chemieindustrie in den kommenden Jahren beeinflussen wird.