Uni Graz: CO2 soll zu Polyethylen werden
Chemiker Johann Hlina vom Institut für Chemie der Universität Graz erforscht, wie CO2 mithilfe von Seltenerdmetall-Katalysatoren in Polyethylen umgewandelt werden kann. Das vom FWF geförderte Projekt könnte die Kunststoffproduktion grundlegend verändern.
Kohlendioxid gilt als eines der zentralen Klimaprobleme unserer Zeit - doch an der Universität Graz wird es als Rohstoff der Zukunft betrachtet. Johann Hlina, Chemiker am Institut für Chemie der Universität Graz, forscht daran, CO2 mithilfe spezieller Katalysatoren in Polyethylen umzuwandeln - einen der meistverwendeten Kunststoffe der Welt. Das Projekt wird vom Österreichischen Wissenschaftsfonds (FWF) finanziert.
Seltenerdmetalle als Schlüssel
Das Herzstück der Methode sind Katalysatoren, in die Hlinas Forschungsteam bereits mehrere sogenannte „Reaktionskerne" mit Seltenerdmetallen einbauen konnte. Diese Kerne übernehmen mehrere Aufgaben gleichzeitig: Sie binden CO2-Moleküle, halten die Ausgangssubstanz fest, bringen sie in die richtige Position und schwächen bestehende chemische Bindungen - so werden neue Verknüpfungen überhaupt erst möglich.
Im Kern des Verfahrens binden die Seltenerdmetalle das CO2 und bringen es in Kontakt mit anderen Elementen. Dabei werden Sauerstoffatome schrittweise entfernt und durch Wasserstoff ersetzt. Was übrig bleibt, sind Kohlenstoffatome, die sich zu langen Ketten verbinden - genau jene Struktur, die für Polyethylen als Kunststoff-Grundstoff benötigt wird. „Kohlendioxid ist nicht nur ein klimaschädliches Treibhausgas, sondern auch ein Rohstoff, der meist ungenutzt in der Luft hängt", wird Hlina in der FWF-Aussendung zitiert.
Alternative zu Erdöl
Die Kunststoffindustrie ist derzeit fast vollständig auf Erdöl als Ausgangsmaterial angewiesen. Gelingt es, CO2 als Basis für die Polyethylenproduktion zu etablieren, würde das einen grundlegenden Wandel in der Rohstofflogik bedeuten. Treibhausgas, das heute ungenutzt in der Atmosphäre verbleibt oder aufwendig abgeschieden werden muss, könnte so zu einem industriell verwertbaren Stoff werden.
Für die Umsetzung ist die Präzision der Katalysatoren entscheidend: Sie müssen einzelne Kohlenstoffatome gezielt zu Ketten verknüpfen - ein Prozess, der bislang nur mit fossilen Ausgangsstoffen wirtschaftlich realisierbar war. Die bisherigen Ergebnisse aus Hlinas Labor zeigen, dass dieser Schritt mit Seltenerdmetall-Katalysatoren prinzipiell möglich ist.
Grazer Beitrag zur globalen Klimadebatte
Der lokale Bezug ist bedeutsam: Die Universität Graz verfolgt institutionell das Ziel, bis 2040 klimaneutral zu sein - bis 2030 sollen die eigenen Treibhausgasemissionen drastisch reduziert werden. Hlinas Forschung fügt sich in dieses strategische Bild ein und positioniert Graz als Standort für zukunftsweisende Materialwissenschaft.
Für die Steiermark als Industrieregion könnte ein Durchbruch in der CO2-basierten Kunststoffproduktion langfristig wirtschaftliche Relevanz entfalten. Ob und wann das Verfahren industriell skalierbar wird, hängt von weiteren Forschungsschritten ab - die Grundlagen dafür werden derzeit in Graz gelegt.