Hjortetakssalt og ”bagning” ved 160 grader løser et kæmpe miljøproblem

Dine skjorter, din sofa, dine gardiner. Polyesterstof er nærmest overalt i vores dagligdag, og hvert år bliver der fremstillet omkring 60 millioner tons af det populære materiale.

Men produktionen af polyester er hård ved både klimaet og miljøet, da kun omkring 15% af al polyester bliver genanvendt, mens resten ender på lossepladsen eller bliver brændt og dermed bidrager til mere CO2-udledning.

Den store udfordring i at genanvende polyester er at skille de plastik- og bomuldsfibre fra hinanden, som stoffet består af, uden at en af delene går tabt i processen. Med de konventionelle metoder, der bruges til genanvendelse af polyester, er det ofte kun plastikken, som bevares, mens bomuldsfibrene går til. Derudover er metoderne komplicerede og dyre og efterlader metalaffald, fordi man bruger metaller som katalysator i den kemiske reaktion.

Men nu har en flok unge kemikere gjort et gennembrud og opdaget en overraskende enkel løsning på det presserende problem, som har potentialet til at gøre tekstilindustrien mere bæredygtig.

“Tekstilindustrien mangler en bedre løsning til at håndtere blandede materialer som polyester. Lige nu findes der meget få metoder, som kan genanvende både bomuld og plastik – det er typisk enten-eller. Men med den teknik, som vi har opdaget, kan vi nedbryde plastikken til monomerer og samtidig bevare bomulden på en utrolig simpel og miljøvenlig måde. Så denne her katalyse-metode kan meget vel blive en gamechanger,” siger postdoc Yang Yang fra Jiwoong Lee-forskningsgruppen på Kemisk Institut. Han er førsteforfatter på den videnskabelige artikel om forskningen.

Hjortetakssalt og 24 timer i ‘ovnen’

Den nye metode kræver intet specialudstyr - blot varme, et ikke-giftigt opløsningsmiddel og en helt almindelig husmoderingrediens.

”Vi tager fx en polyesterkjole og klipper den i små stykker, som vi smider i en beholder. Så putter vi en smule mildt opløsningsmiddel i, dernæst hjortetakssalt, som mange kender som hævemiddel i bagværk. Så varmer vi det hele op til 160 grader og lader det stå i 24 timer. Derefter bliver det til en væske, hvor plastik- og bomuldsfibrene har lagt sig i forskellige lag. Det er en billig og meget simpel proces” forklarer Shriaya Sharma, ph.d.-studerende i Jiwoong Lee-gruppen på Kemisk Institut og andenforfatter på studiet.

I processen bliver hjortetakssaltet, som også hedder ammonium bikarbonat, nedbrudt til ammoniak, CO2 og vand. Det er kombinationen af ammoniak og CO2, som fungerer som katalysator og fremkalder den reaktion, der omdanner plastikken, mens bomuldsfibrene bevares. Isoleret er ammoniak giftigt, men i samspil med CO2 er den både miljøvenlig og sikker at bruge. Og fordi processen foregår med milde kemikalier, forbliver bomuldsfibrene intakte og i fortræffelig stand.

Samme forskergruppe har tidligere demonstreret, at CO2 kan fungere som en katalysator til at nedbryde bl.a. nylon uden at efterlade spor. Det var det, der gav dem idéen til at bruge hjortetakssalt. Alligevel var forskerne forbavsede over, at den simple opskrift rent faktisk gav succesfulde resultater.

”Først var vi begejstrede, da vi kunne se, at det virkede rigtig godt på PET-flasker alene, og da vi så opdagede, at det også virkede på polyesterstof, var vi nærmest ekstatiske. Det var ubeskriveligt. For det er så simpelt at udføre, at det næsten var for godt til at være sandt,” siger Carlo Di Bernardo, ph.d.-studerende og medforfatter på studiet.

Metoden er endnu kun afprøvet på laboratorie-niveau, men er ifølge forskerne skalérbar. De er nu i kontakt med virksomheder med henblik på at teste metoden i industriskala.

“Vi håber også at kunne kommercialisere denne her teknologi, der rummer så stort et potentiale. Det ville være et kæmpe spild at beholde den viden inden for universitetets mure,” slutter Yang Yang.

FAKTABOKS: PET OG POLYESTER

PET er den mest brugte type plastik i verden. Produktionen af plastiktypen PET, som vi især kender fra sodavandsflasker, ligger i dag på cirka 70 millioner tons og vokser hvert eneste år. En tredjedel af den globale PET-produktion går til at fremstille polyester og andre syntetiske tekstiltyper med.

FAKTABOKS: VIRKER OGSÅ PÅ BESKIDT SKRALD

Den nye genanvendelses-metode baseret på hjortetakssalt (ammonium bikarbonat) virker både på PET-plastik alene og på materialer, der består af PET og bomuld.

”Hvis vi smider beskidt plastikskrald i beholderen, får vi stadig bomuld og plastik-monomerer i god kvalitet ud af det. Det kan for eksempel også være en plastikflaske, hvor der stadig er juicerester i. Vi putter det bare i, starter reaktionen, og så virker det stadig,” siger Shriaya Sharma.

FAKTABOKS: OM STUDIET

• Forskningen er udført af Yang Yang, Shriaya Sharma, Carlo di Bernardo, Rodrigo Lima, Fadhil S. Kamounah, Margarita Poderyte samt Ji-Woong Lee fra Kemisk Institut på Københavns Universitet; Elisa Rossi og Gianluca Ciancaleoni fra Università di Pisa, Italien samt Kasper Enemark-Rasmussen fra DTU Kemi.
  
  
• Den videnskabelige artikel er udgivet i tidsskriftet ACS Sustainable Chemistry & Engineering.