Enzymrecycling

Das Thema Plastikrecycling ist entscheidend für die Verringerung der Plastikverschmutzung. Aber Kunststoffe lassen sich leider nur schwer oder gar nicht recyceln. Im Endeffekt kann nur helles Plastik in Form von gefärbtem Kunststoff recycelt werden, was bei jedem Zyklus zu einer Qualitätsminderung führt und es schwierig macht, neue Produkte aus 100 % recyceltem PET zu erhalten.

Einige innovative Lösungen für dieses Problem sind jedoch in der Entwicklung, wie das bioinspirierte Enzymrecycling.

Japanische Forscher entdeckten die Enzyme, als sie ein Bakterium fanden, das Plastik "frisst". Das produzierte Enzym kann Plastik in seine ursprünglichen Bestandteile zerlegen. Die sogenannte Enzym-Biokatalyse depolymerisiert Kunststoffsubstrate in Oligomere und Monomere, die als Rohstoffe für die Herstellung neuer Kunststoffprodukte oder die Synthese anderer wertschöpfender Chemikalien zurückgewonnen werden können. Durch die weitere Untersuchung dieses Enzyms haben Forscher auf der ganzen Welt, wie z. B. das Zentrum für Enzyminnovation der Universität Portsmouth, UK, weitere Enzyme entdeckt, die Kunststoffe noch effizienter abbauen.

Die Forscher Singh et al. haben in ihrer Studie aus dem Jahr 2021 festgestellt, dass der Einsatz von Enzymen ein nachhaltigerer Ansatz für das Recycling von Polyethylenterephtalat (PET) ist, dem gängigen Kunststoff in Einweg-Getränkeflaschen, Kleidung und Lebensmittelverpackungen, der sich zu einer echten Herausforderung zur Bekämpfung von Plastikverschmutzung entwickelte.

Nach Angaben des US-amerikanischen National Renewable Energy Laboratory kann das bioinspirierte Recyclingverfahren die Umweltauswirkungen von Kunststoffen um bis zu 95% reduzieren und gleichzeitig bis zu 45% mehr sozioökonomische Vorteile schaffen, einschließlich lokaler Arbeitsplätze in den Materialrückgewinnungsanlagen.

Die Studie sagt auch voraus, dass das enzymatische PET Recycling mit der Herstellung von neuem PET kostenmäßig konkurrieren kann, was das Potenzial dieser Enzymtechnologie für die Dekarbonisierung der PET-Herstellung unterstreicht und darüber hinaus das Recycling von PET-reichen Abfallstoffen wie Kleidung und Teppichen ermöglicht.

Mehrere Unternehmen, wie das französische Unternehmen @CARBIOS, haben begonnen, auf diese Innovation zu setzen und industrielle Verfahren dafür zu entwickeln.

Wir bei worldwatchers sind neugierig auf die weitere Entwicklung dieser Technologie, die einen aktiven Beitrag zum Übergang zu einer Kreislaufwirtschaft leisten kann. Wir freuen uns auch darauf, diese Recyclingart in Zukunft in unsere CO2-Footprint Berechnungen einzubeziehen, sobald sie sich durchgesetzt hat. In der Zwischenzeit empfehlen wir die Lektüre der unten genannten wissenschaftlichen Arbeiten, um mehr über diese spannende Innovation zu erfahren.

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Tournier, V., Topham, C. M., Gilles, A., David, B., Folgoas, C., Moya-Leclair, E., Kamionka, E., Desrousseaux, M.-L. ., Texier, H., Gavalda, S., Cot, M., Guémard, E., Dalibey, M., Nomme, J., Cioci, G., Barbe, S., Chateau, M., André, I., Duquesne, S., & Marty, A. (2020). An engineered PET

depolymerase to break down and recycle plastic bottles. Nature, 580(7802), 216–219. https://doi.org/10.1038/s41586-020-2149-4

Singh, A., Rorrer, N. A., Nicholson, S. R., Erickson, E., DesVeaux, J. S., Avelino, A. F. T., Lamers, P., Bhatt, A., Zhang, Y., Avery, G., Tao, L., Pickford, A. R., Carpenter, A. C., McGeehan, J. E., & Beckham, G. T. (2021). Techno-economic, life-cycle, and socioeconomic impact analysis of enzymatic recycling of poly(ethylene terephthalate). Joule, 5(9), 2479–2503. https://doi.org/10.1016/j.joule.2021.06.015

Zhu, B., Wang, D., & Wei, N. (2021). Enzyme Discovery and Engineering for Sustainable Plastic

Recycling. Trends in Biotechnology. https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2021.02.008

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