Zusammenfassung

Kunststoffe erfüllen heutzutage eine Vielzahl an wichtigen Funktionen, jedoch wird das Lebensende dieser sehr stabilen Materialien nach Verwendung bisher nicht genügend berücksichtigt. Fast alle Kunststoffe werden aus fossilen Ressourcen hergestellt; daher ist die Umweltverschmutzung durch Plastik weitreichend und deren Produktion trägt erheblich zum Klimawandel bei. Aus diesem Grund gibt es einen starken gesellschaftlichen und regulatorischen Druck für die Entwicklung von nachhaltigeren, biologisch abbaubaren Biokunststoffen. Für viele dieser vielversprechenden Materialien fehlen jedoch noch praktikable Recyclingoptionen. Daher besteht ein dringender Bedarf an Technologieentwicklung in Richtung einer Kreislaufwirtschaft für Biokunststoffe. BioPlastiCycle widmet sich dieser Herausforderung, indem ein vollständiger Wertschöpfungskreislauf für etablierte Polymere, wie Polylactid, und für neu konzipierte Materialien aus α-Ketoglutarat entwickelt und evaluiert wird. Wir werden dabei alle wichtigen Aspekte des Wertschöpfungskreislaufs adressieren: die biobasierte Produktion und Aufreinigung von Monomeren, eine modellbasierte umweltfreundliche Polymerisation und die Optimierung von Polymereigenschaften für eine verbesserte biologische Abbaubarkeit, biologisches und chemisches Recycling der resultierenden Biokunststoffe, sowie eine Bewertung der ökonomischen und ökologischen Auswirkungen dieser Materialien. Dieses höchst interdisziplinäre Projekt beabsichtigt den Abfallfluss von Plastik in eine zirkuläre Bioökonomie zu fördern durch die Entwicklung von neuen Materialen und Prozessen und somit kunststoffbedinge Umweltverschmutzung zu mindern, während gleichzeitig Möglichkeiten für die regionale Entwicklung der Wirtschaft geschaffen werden.

BOOST FUND 2.0 Projektleiter

Dr. Benedikt Wynands
IBG-1: Biotechnologie
Forschungszentrum Jülich
email: b.wynands@fz-juelich.de

Partner

Prof. Dr. Wiechert & Dr.-Ing. Noack, IBG-1: Systemische Biotechnologie, Forschungszentrum Jülich
Prof. Dr, Herres-Pawlis,  Bioanorganische Chemie, RWTH Aachen
Prof. Dr. Hartmann, Makromolekulare Chemie, HHU Düsseldorf
Prof. Dr. Bott & Prof. Dr. Wierckx & Dr. Wynands, IBG-1: Systemische Mikrobiologie, Forschungszentrum Jülich
Prof. Dr. Vanderborght & Dr. Püzt & Prof. Dr. Bol, IBG-3: Agrosphäre, Forschungszentrum Jülich
Prof. Dr. Walther, Operations Management, RWTH Aachen

Projektlaufzeit

01.06.2022 - 31.08.2025

Förderung

BioPlastiCycle ist Teil des NRW-Strategieprojekts BioSC und wurde vom Ministerium für Kultur und Wissenschaft des Landes Nordrhein-Westfalen gefördert.

Publikationen

Becker, T, Hermann, A, Saritas, N, Hoffmann, A and Herres-Pawlis, S (2024). Open- and Closed-Loop Recycling: Highly Active Zinc Bisguanidine Polymerization Catalyst for the Depolymerization of Polyesters. ChemSusChem 17(18): e202400933.

Mürtz, SD, Lehnertz, MS, Kümper, J, Häger, E, Markus, A, Becker, T, Herres-Pawlis, S and Palkovits, R (2024). Electrochemical depolymerisation of polylactic acid. Green Chemistry 26(11): 6423-6428.

Abdelshafy, A, Hermann, A, Herres-Pawlis, S and Walther, G (2023). Opportunities and Challenges of Establishing a Regional Bio-based Polylactic Acid Supply Chain. Global Challenges 7(7): 2200218.   

Tenhaef, N, Hermann, A, Müller, MF, Görtz, J, Marienhagen, J, Oldiges, M, Wiechert, W, Bott, M, Jupke, A, Hartmann, L, Herres-Pawlis, S and Noack, S (2023). From Microbial Succinic Acid Production to Polybutylene Bio-Succinate Synthesis Chemie Ingenieur Technik 95(4): 587-595.