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Atemschutzmasken in wertvollen Treibstoff umwandeln

Bildnachweis: Korea University

Dank der COVID-19-Pandemie werden jeden Tag Millionen von Einweg-Gesichtsmasken weggeworfen, was zu einem enormen Anstieg der Plastikverschmutzung führt. In einer kürzlich durchgeführten Studie untersuchten Forscher die Machbarkeit und potenziellen Umweltvorteile der Umwandlung weggeworfener chirurgischer Masken in brennbaren Brennstoff durch einen Prozess namens Pyrolyse. Ihre Ergebnisse ebnen den Weg für einen neuartigen Upcycling-Ansatz aus Abfall zu Energie, der dazu beitragen könnte, einige der Ziele der Vereinten Nationen für nachhaltige Entwicklung zu erreichen.

Chirurgische Masken werden in praktisch allen Ländern der Welt als erste Verteidigungslinie gegen COVID-19 verwendet. Kurz nach Beginn der Pandemie stieg die Nachfrage nach Einwegmasken auf ein beispielloses Niveau; Bis Juni 2020 produzierte allein China etwa 200 Millionen Masken pro Tag. Aber die enorme Menge an Massenabfall, die durch diese Masken entsteht – gepaart mit Personalengpässen in den Abfallentsorgungssystemen aufgrund der Pandemie – hat die Bedrohung, die diese Kunststoffprodukte sowohl für die menschliche Gesundheit als auch für die Umwelt darstellen, erheblich verschärft.

Können weggeworfene Masken in etwas Nützliches umgewandelt werden, um sie von Verbrennungsanlagen, Mülldeponien und unseren Böden und Ozeanen fernzuhalten? Die Antwort ist ein klares Ja, wie ein Forscherteam in einer kürzlich veröffentlichten Studie gezeigt hat Bioressourcentechnologie, der die Möglichkeit analysierte, chirurgische Masken durch einen thermischen Zersetzungsprozess namens „Pyrolyse“ in wertschöpfende Chemikalien umzuwandeln. Dieses internationale Wissenschaftlerteam wurde von Professor Yong Sik Ok und Dr. Xiangzhou Yuan von der Korea University, Südkorea, geleitet, die große Unterstützung von Professor Xun Hu von der University of Jinan und Professor Xiaonan Wang von der National University of Singapore und der Tsinghua University erhielten .

Während die Pyrolyse von Polypropylen – dem Hauptbestandteil von OP-Masken – bereits eingehend untersucht wurde, enthalten Masken meist noch weitere Füllstoffe, die ihr Pyrolyseverhalten beeinflussen könnten. Daher musste das Forschungsteam sorgfältig analysieren, wie sich die Pyrolysebedingungen auf die erhaltenen Produkte auswirkten, die in gasförmiger, flüssiger und fester Form vorliegen. Zu diesem Zweck führten sie mehrere Experimente bei unterschiedlichen Pyrolysetemperaturen und mit unterschiedlichen Heizraten durch, erfassten alle Ergebnisse und unterzogen sie einer gründlichen Charakterisierung.

Insbesondere ergab eine Reihe von Pyrolysebedingungen ein kohlenstoffreiches und sauerstoffarmes flüssiges Öl als Hauptprodukt. Weitere Analysen ergaben, dass dieses Öl einen hohen Heizwert von 43,5 MJ/kg aufweist, der nur geringfügig unter dem von Dieselkraftstoff und Benzin liegt. Mit anderen Worten, die Ergebnisse zeigten, dass OP-Masken in einen brennbaren Brennstoff umgewandelt werden können, der wiederum beispielsweise zur Stromerzeugung verwendet werden kann.

Damit ist die Geschichte noch nicht zu Ende, aber die Möglichkeit, Abfall in etwas Nützliches umzuwandeln, macht es nicht unbedingt zu einer guten Idee. Es ist wichtig, zuerst die kombinierten Umweltauswirkungen aller beteiligten Prozesse zu bewerten und sie mit den aktuellen Praktiken zu vergleichen, bevor man über deren Umsetzung nachdenkt. Daher führten die Forscher eine Lebenszyklusanalyse (LCA) ihrer vorgeschlagenen Methodik durch, um ihre Vor- und Nachteile besser zu verstehen. Die Ökobilanz ist ein weit verbreiteter Ansatz zur Quantifizierung der Umweltauswirkungen, die mit dem gesamten Lebenszyklus eines Produkts verbunden sind; In diesem Fall markierten die weggeworfenen Masken den Beginn des Kreislaufs, während der mit dem gewonnenen Brennstoff erzeugte Strom sein Ende markierte.

Die Ergebnisse der LCA waren vielversprechend und zeigten, dass die Umwandlung von Abfallmasken in Strom durch Pyrolyse an mehreren Fronten eine bessere Leistung bot als die meisten konventionellen Ansätze zur Abfallbewirtschaftung, einschließlich weniger CO2 Emissionen, weniger terrestrische Ökotoxizität und weniger Phosphoremissionen. „Wir haben verifiziert, dass das Upcycling von gebrauchten OP-Masken zu wertschöpfenden Energieprodukten einen nachhaltigen und vielversprechenden Weg mit bemerkenswerten Umweltvorteilen darstellt“, sagt Dr. Yuan.

Insgesamt zeigen die Ergebnisse dieser Studie, dass die Pyrolyse eine attraktive Option ist, um die Probleme weggeworfener chirurgischer Abfallmasken zu lösen, den Weg zu einer nachhaltigen Abfallbewirtschaftung zu ebnen, gleichzeitig Energie zu erzeugen und unsere Umweltbelastung zu verringern. „Das Verständnis neuer Wege, chirurgische Masken in wertschöpfende Energieprodukte umzuwandeln, wird uns helfen, die Plastikverschmutzung zu verringern und in Zukunft eine nachhaltige Umwandlung von Abfall in Energie zu erreichen“, sagt Prof. Ok, „Die in unserer Studie vorgeschlagene neuartige Upcycling-Route könnte helfen Wir schützen die Ökosysteme der Erde und erreichen mehrere der Ziele der Vereinten Nationen für nachhaltige Entwicklung.”


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Mehr Informationen:
Chao Li et al, Pyrolyse von chirurgischen Maskenabfällen zu flüssigem Brennstoff und deren Lebenszyklusbewertung, Bioressourcentechnologie (2021). DOI: 10.1016/j.biortech.2021.126582

Bereitgestellt von der Korea University

Zitat: Nachhaltigkeit in Zeiten von COVID-19: Umwandlung von Gesichtsmasken in wertvollen Kraftstoff (9. März 2022), abgerufen am 9. März 2022 von https://techxplore.com/news/2022-03-sustainability-covid-masks-valuable-fuel. html

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