Duurzaam plastic uit CO2 en planten

Wetenschappers hebben een nieuw soort plastic ontwikkeld dat gemaakt wordt uit koolstofdioxide (CO2) en niet-eetbaar plantmateriaal, zoals landbouwafval en grassen. Een goede mogelijkheid om de zwaar vervuilende plastic industrie drastisch te veranderen.

Een team van chemische wetenschappers van de universiteit van Stanford hebben onderzoek gedaan naar een nieuwe, duurzame vorm van plastic. CO2 en niet-eetbaar plantmateriaal, zoals landbouwafval en grassen, vervangen hierbij etheen. Etheen is het belangrijkste bestanddeel voor de productie van huidig plastic en wordt onttrokken aan aardolie.

Het nieuwe plastic kan potentieel de uitstoot van broeikasgassen verminderen. CO2 nodig voor de productie van het plastic kan afgevangen worden van energiecentrales en andere industriële plekken die gebruik maken van fossiele brandstoffen. De plastic producten zijn recyclebaar en weer af te breken naar atmosferisch CO2.

Geen PET maar PEF

Veel plastic producten bestaan uit Polyethyleentereftalaat, beter bekend als PET. Wereldwijd wordt hier jaarlijks 50 miljoen ton van geproduceerd voor verschillende toepassingen. De industrie maakt gebruik van de fossiele brandstof aardolie en veel energie is nodig tijdens de productie. Momenteel is het produceren van plastic daardoor een zwaar vervuilende industrie, per ton plastic komt er 4 ton CO2 vrij.

Het nieuwe plastic bestaat uit Polyethyleenfurandicarboxylaat (PEF) en wordt gemaakt van ethyleenglycol en 2-5 furaandicarbonzuur (FDCA). FDCA kan gemaakt worden uit biomassa in plaats van aardolie. De vervanging van aardolie door biomassa maakt een heel verschil. ‘’Als verder in de productie duurzame energie kan worden gebruikt, kan de koolstofvoetafdruk van de plasticindustrie drastisch worden verlaagd’’, zegt Matthew Kanan, assistent professor scheikunde aan Stanford.

Om FDCA uit biomassa te produceren kan fructose worden gebruikt. Dit heeft echter enkele grote nadelen, zoals de concurrentie met de voedselproductie en de grote koolstofvoetafdruk. Het onderzoeksteam experimenteerde daarom met furfural, een bestanddeel van landbouwafval. Om uit CO2 en furfural FDCA te produceren, zijn gevaarlijke chemicaliën nodig die duur en energie intensief zijn. ‘’Dat is zeer tegenstrijdig met wat wij proberen te doen’’, zegt Kanan. Het combineren en verhitten van carbonaat met CO2 en furoic zuur, een afgeleide van furfural, bood de oplossing. Het resulterende gesmolten zout werd grotendeels omgezet naar FDCA. Het vervolg om PEF plastic te produceren is volgens Kanan eenvoudig en al uitgewerkt door andere wetenschappers.

Bronnen

• Stanford scientists make renewable plastic from carbon dioxide and plants. Stanford
• Beckman, E.J. 2016. Sustainable chemistry: Putting carbon dioxide to work. Nature

Foto bovenaan: Twentyfour Students