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Forschung: CO2 als Rohmaterial für Kunststoffe

Die Reduzierung der klimaschädlichen CO2-Emissionen gehört zu den vorrangigen Nachhaltigkeitszielen in Politik und Wirtschaft. Längst gibt es Alternativen, in denen CO2 als Rohstoff Verwendung findet. Um diese tiefer zu erforschen, hat das Bundesforschungsministerium 2009 eine Förderinitiative gestartet. Erste Erfolge sind nun sichtbar und sollen im Rahmen einer Statuskonferenz vorgestellt werden.

Berlin (csr-news) > Die Reduzierung der klimaschädlichen CO2-Emissionen gehört zu den vorrangigen Nachhaltigkeitszielen in Politik und Wirtschaft. Längst gibt es Alternativen, in denen CO2 als Rohstoff Verwendung findet. Um diese tiefer zu erforschen, hat das Bundesforschungsministerium 2009 eine Förderinitiative gestartet. Erste Erfolge sind nun sichtbar und sollen im Rahmen einer Statuskonferenz vorgestellt werden.

Das Ziel war ehrgeizig und die Höhe der Forschungsgelder ließ daran keinen Zweifel. Rund 100 Millionen Euro an Fördermitteln hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) bereitgestellt, knapp 50 Millionen Euro wurden von der Industrie beigesteuert. Kann eine Matratze zukünftig aus CO2 hergestellt werden? So wie es aussieht, ja das ist möglich. Ein Ergebnis des Forschungsprojekts „Chemische Prozesse und stoffliche Nutzung von CO2“. Ziel ist es, das klimaschädliche CO2 aus Abgasen zu trennen und zu neuen Stoffen zu verarbeiten, beispielsweise als Kunststoffschaum oder Hartplastik. Bislang wird für die Herstellung von Kunststoffen das immer teurer und knapper werdende Erdöl genutzt. CO2 könnte eine Alternative sein und den teuren Rohstoff Erdöl zukünftig ersetzen, so zumindest der Plan. Die Herausforderung dabei: CO2 steht chemisch gesehen am Ende der Verbrennungskette und ist deshalb besonders reaktionsträge und energiearm. Chemiker müssen daher tief in ihre Trickkiste greifen, um das CO2 zu mobilisieren, zum Beispiel mit geeigneten Katalysatoren. In einigen Fällen werden auch große Mengen Energie dafür benötigt. Sie müssen aus regenerativen Quellen kommen, damit die Verfahren nachhaltig sind. Mittlerweile gibt es auf diesem Weg erste Erfolge, beispielsweise im Projekt „CO2 als Polymerbaustein“, das, unter Federführung der Ludwigshafener BASF, CO2 als Baustein für die Herstellung des Kunststoffs Polycarbonat nutzen will. Die Forscher entwickelten hierfür Katalysatoren, die frei von Edelmetallen und nicht toxisch sind. Sie können im Kunststoff verbleiben, ohne seine Eigenschaften zu beeinträchtigen. Dadurch spart man zusätzliche energie- und ressourcenaufwendige Aufarbeitungsschritte. Das CO2-haltige Polymer Polypropylenkarbonat (PPC) kann hervorragend mit Biopolymeren verarbeitet werden, um die Eigenschaften dieser aus Biomasse hergestellten Kunststoffe zu verbessern. Außerdem ist es biologisch abbaubar. Anwendungsbereiche für diese Materialien liegen unter anderem bei Verpackungen und Spritzgussteilen, zum Beispiel für Gehäuse von elektrischen Geräten. Ein weiteres Forschungsprojekt wird von der Leverkusener Bayer AG koordiniert. „Dream Production“ heißt es und soll CO“ aus Rauchgasen von Kohlekraftwerken für die chemische Industrie verfügbar machen. Die Entwicklung effektiver Katalysatoren ermöglicht die Umsetzung von CO2 in ein Ausgangsmaterial für den Kunststoff Polyurethan. Auf dieser Grundlage entwickelten die Forscher ein Herstellungsverfahren für CO2-basiertes Polyurethane. Diese haben einen CO2-Anteil im zweistelligen Prozentbereich. Da Polyurethanschäume eine breite Anwendung besitzen, zum Beispiel als Schaumstoffmatratze oder Leichtbauteile, kann mit den neuen Polyurethanen CO2 im Millionen Tonnen-Maßstab langfristig gebunden werden. Eine Pilotanlage ist in Betrieb, eine Demonstrationsanlage kann nun geplant werden, damit ist die großtechnische Umsetzung in Reichweite. Anfang des Monats sagte die damals noch amtierende Bundesforschungsministerin Annette Schavan: „Eine erfolgreiche industrielle Umsetzung dieser vielversprechenden Forschungs- und Entwicklungsprojekte zur Verwertung von CO2 und ungenutzter Windenergie kann dazu beitragen, den langfristig notwendigen Strukturwandel unserer Industriegesellschaft „Weg vom Öl“ und hin zu einer „Grünen Wirtschaft“ einzuleiten“. Ihre Nachfolgerin Johanna Wanka wird nun am 9. und 10. April die Ergebnisse der bisherigen Forschung in Berlin vorstellen.