Het is het WSS-project van de eeuw: zo wordt chemie circulair...

Il “project van de eeuw” van Werner Siemens Stichting (WSS) werkelijkheid wordt en ernaar streeftcirculaire economie in de chemische industrie: het team onder leiding van Regina Palkovits e Jürgen Klankermayer van RWTH Aachen University zal binnenkort beginnen te werken aan het ambitieuze project over de efficiënte recycling van chemische verbindingen dankzij katalyse.

De financiering van 100 miljoen Zwitserse frank dat ter gelegenheid van het honderdjarig bestaan ​​door WSS beschikbaar wordt gesteld, zal dienen om een ​​nieuw onderzoekscentrum te creëren dat het potentieel heeft om de weg vrij te maken voor een echte revolutie in de industrie chemie, die de mogelijkheid heeft om “circulair en multidimensionaal'.

De valorisatie van vrouwelijk talent? Een “must” van Philip Morris
Hubert Keiber: “We zoeken stevige projecten in… 'the valley of death'”

WSS Foundation: 100 miljoen Zwitserse frank om de planeet te beschermen

De Werner Siemens Foundation had de Ideeënwedstrijd van 100 miljoen frank Zwitsers ter gelegenheid van zijn honderdjarig bestaan, gevierd in 2023. De zojuist uitgereikte is de grootste investering van de Stichting"We waren op zoek naar een innovatieve manier om ons jubileum te vieren”, legde de dokter vervolgens uit Hubert Keiber, voorzitter van WSS, “we hebben er een gevonden die het potentieel heeft om de natuurlijke hulpbronnen van onze planeet te beschermen'.

Het doel was duidelijk: technologieën ontwikkelen voorduurzaam gebruik van hulpbronnen. Op het spel staat een tienjarige lening ter waarde van 100 miljoen Zwitserse frank voor de opening van een nieuw onderzoekscentrum in Oostenrijk, Zwitserland of Duitsland.

Il “project van de eeuw” kreeg een bijzondere respons: ruim honderdtwintig excellente onderzoekers dienden hun voorstel in. Vervolgens werden in het voorjaar van 2023 de zes finalistische ideeën geselecteerd en bekroond met een WSS-onderzoeksprijs van een miljoen Zwitserse frank. “Het was een moeilijke beslissing”, zegt dokter Keiber, “we moesten kiezen tussen zes bijzondere projecten'.

Na zorgvuldige evaluatie heeft de Stichting ervoor gekozen om de “Catalaix: Katalyse voor een circulaire economie”, gepresenteerd door de professor Regina Palkovits en door de professor Jürgen Klankermayer van de Technische Universiteit van Aken (RWTH). Het nieuwe WSS Research Center zal zich bezighouden met katalyse en de chemie richting een circulaire economie leiden.

De Big 100 van de chemie en de uitdagingen van de wereldeconomie
De heilige graal van de groene chemie: gifvrije fluorchemicaliën

Catalaix: waarom katalyse nuttig is voor de efficiënte recycling van gemengd plastic

Het project van het team uit Aken werd niet alleen bekroond vanwege de uitmuntendheid van het onderzoek en het gebruik van multidisciplinaire methodologieën, maar ook vanwege de potentiële impact ervan.

Op het spel staat de mogelijkheid van hergebruik de moleculaire samenstellende elementen van grondstoffen op een zeer hoog productieniveau, legt de professor uit Mattias Kleiner, voormalig voorzitter van de Duitse Onderzoeksstichting en de Leibniz Vereniging en langdurig lid van de wetenschappelijke adviesraad van de Werner Siemens Foundation.

"Het efficiënt recyclen van gemengde kunststoffen”, legt Kleiner uit, “vertegenwoordigt een diepgaande en revolutionaire innovatie in duurzaamheidsonderzoek. Denk maar aan de Miljoenen tonnen plastic vervuilen de oceanen van de wereld en hoe we nog steeds geen echte oplossing hebben om het probleem op te lossen'.

Het onderzoekscentrum onder leiding van Duitse wetenschappers zal de weg vrijmaken voor eencirculaire (en levensvatbare) chemische industrie dankzij katalyse, het proces dat de snelheid van chemische reacties versnelt of mogelijk maakt.

Wij gebruiken de katalyse vrijwel uitsluitend om chemische bindingen tot stand te brengen, maar het kan ook worden gebruikt om deze te verbreken. En de stoffen die zich zo gedragen katalysatoren ze helpen bij het creëren van de uitgangsmaterialen voor de vervaardiging van talloze producten die ze uiteindelijk zullen worden plastic afval.

Het team onder leiding van Palkovits en Klankermayer wil een oplossing voor dit probleem vinden door nieuwe katalysatoren en processen te ontwikkelen die dit soort producten kunnen afbreken tot herbruikbare moleculaire bouwstenen.

Ontwikkeling van nieuwe medicijnen, bibliotheken verbeterd dankzij chemie
Toekomstige chemie: de nieuwe uitdagingen van de industrie voor duurzaamheid

Voorbij recycling: chemie en een flexibele circulaire economie zijn mogelijk

De eerste focus van nieuw WSS Onderzoekscentrum het zal dus dekunststof industrie, en je hoeft jezelf niet eens af te vragen waarom. Mensen produceren elk jaar 400 miljoen ton plastic: dit berg aardoliederivaten het groeit zo snel dat het in 2050 het gezamenlijke gewicht zal bereiken van alle mensen, dieren en schimmels die op deze planeet leven.

Ad oggi, we recyclen slechts 9 procent van al het plastic dat wordt geproduceerd en in de vorm van afval in het milieu terechtkomt: het team uit Aken wil werken aan reconversie, een concept dat nog steeds verschilt van dat van recycling en upcycling.

Het is plastic terug omzetten in basismaterialen herbruikbaar door een combinatie van processen waarbij chemische katalyse, elektrochemie en microbiële werking betrokken zijn. Onderzoekers hebben al aangetoond dat deze aanpak werkt voor verschillende soorten plastic.

Het idee van de onderzoekers is echter veel complexer en gaat verder dan de individuele productiecycli van geïsoleerde materialen. De toepassing van open circuit principe zal de circulaire aanpak van het project versterken door de basis te leggen voor eenmultidimensionale circulaire economie.

De moleculaire bouwstenen die door katalyse worden geproduceerd, kunnen op zoveel verschillende manieren worden gebruikt dat ze, indien nodig, naar andere materiaalcycli en waardeketens kunnen worden gekanaliseerd. “Dit maakt het mogelijk om voorheen geïsoleerde materiaalkringlopen met elkaar te verbinden, wat bijdraagt ​​aan de ontwikkeling van een flexibele circulaire economie”, legde professor Klankermayer uit.

Koolstofafvang en -opslag: hoe moeten we CO2 gebruiken?
Een ruimtelijke revolutie in de lucht op het grondgebied, de stad en de architectuur

De nabije toekomst: van het WSS Research Center naar de echte wereld

Afvalproducten zijn waardevolle hulpbronnen, herinnert professor Palkovits zich. Daarom willen onderzoekers tijdens recycling moleculaire bouwstenen produceren die de hoogst mogelijke chemische waarde behouden. “We willen het plastic niet volledig afbreken tot synthesegas of verbranden tot CO2", legt uit, "we willen gewoon zover komen dat we ze bruikbaar kunnen maken in een breed scala aan toepassingen'.

Deze toekomstige bouwstenen zouden ook milieuvriendelijker moeten zijn, idealiter zelfs biologisch afbreekbaar; aan de andere kant, herinnert de onderzoeker zich, “het heeft absoluut geen zin om nog een project te produceren dat moeilijk te recyclen is'.

Het project heeft zijn potentieel al bewezen in een experimenteren met een PET-fles: De onderzoekers hebben het PET-polymeer afgebroken tot een herbruikbare bouwsteen, en daarbij ook bisfenol A verwijderd, de weekmaker die flessen flexibel maakt.

Om dit te doen zijn er aanzienlijk verschillende processen nodig, en dit is waar deinterdisciplinariteit, een constante in het Catalaix-project. “Ons werk is interdisciplinair“, zegt Regina Palkovits, “Afhankelijk van het specifieke materiaal en uitgangspunt zullen we voor heel verschillende katalysemethoden kiezen'.

"Maar om een ​​industriële impact te hebben”, besluit professor Klankermayer, “onze katalysatoren moeten werken in materialen uit de echte wereld. Dit is de fundamentele stap'.

Het LTCC-competentiecentrum? In Lugano al op 27 februari 2024
Duurzame auto-onderdelen uit afval van de olijvenoogst