Umweltschutz: Leipziger Forscher entdecken Enzym für Plastikrecycling

Ein neu entdecktes Enzym soll das biologische Recycling von Kunststoff deutlich beschleunigen.

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Plastikflaschen: Gestrecktes PET lässt sich biher nicht zersetzen.
Plastikflaschen: Gestrecktes PET lässt sich biher nicht zersetzen. (Bild: Getty Images)

Tüten, Flaschen, Verpackungen: Plastik ist überall, die Entsorgung ist jedoch schwierig. Allein in die Meere gelangen jedes Jahr mehrere Millionen Tonnen Plastik. Ein Team der Universität in Leipzig hat ein Verfahren entwickelt, um den Kunststoff Polyethylenterephthalat (PET) biologisch abzubauen.

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Das Team um Christian Sonnendecker setzt ein Enzym ein, um den Kunststoff zu zerlegen. Gefunden haben sie es auf einem Komposthaufen auf einem Leipziger Friedhof. Dort hatten sie Proben von Laubkompost genommen. In einer der Proben wurden sie fündig, wie das Team in einem Aufsatz in der Fachzeitschrift ChemSusChem schreibt.

Beim Recycling kommen sogenannte polyesterspaltende Hydrolasen zum Einsatz. Das sind Enzyme, die die Bindungen zwischen Terephthalsäure und Ethylenglycol - den beiden Bestandteilen des PET - aufbrechen und dadurch das Plastik zersetzen.

Enzyme vom Komposthaufen

Die Existenz solcher Enzyme ist seit einigen Jahren bekannt: 2012 hatten japanische Forscher 2012 ein Enzym mit der Bezeichnung LCC (von Leaf-Branch Compost Cutinase) ebenfalls auf einem Komposthaufen entdeckt. Allerdings arbeitete es nur sehr langsam und zerfiel nach wenigen Tagen bei 65 Grad Celsius. 2020 präsentierten französische Forscher eine leistungsfähigere Version.

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Das von den Leipzigern eingesetzte Enzym mit der Bezeichnung PHL7 ist jedoch noch effizienter: Es zersetzt PET innerhalb von 16 Stunden zu 90 Prozent. In der Zeit schaffte LCC in einem Vergleichstest gerade mal die Hälfte, also 45 Prozent. Um eine Kunststoffschale, in der im Supermarkt Obst verkauft wird, vollständig zu zersetzen, brauchte PHL7 weniger als 24 Stunden.

Das biologische Recycling von Kunststoff hat einige Vorteile gegenüber dem thermischen, also dem Einschmelzen. Dafür muss das Material auf 65 und 70 Grad erhitzt werden, was einen Aufwand an Energie bedeutet. Zudem verliert der Kunststoff durch jeden Recyclingzyklus an Qualität.

Biologisches Recycling braucht weniger Energie

Das biologische Recycling hingegen läuft bei deutlich niedrigeren Temperaturen ab. Aus den Bestandteilen Terephthalsäure und Ethylenglycol lässt sich später wieder neuer Kunststoff herstellen.

"Der jetzt in Leipzig entwickelte Biokatalysator hat sich damit als hochwirksam bei der schnellen Zersetzung von gebrauchten PET-Lebensmittelverpackungen gezeigt und eignet sich für eine Anwendung in einem umweltfreundlichen Recyclingverfahren, bei dem aus den Abbauprodukten wieder neues Plastik hergestellt werden kann", sagte Wolfgang Zimmermann, einer der Autoren der Studie.

In drei Jahren soll eine Prototypanlage fertig sein. Das Team sucht derzeit nach Industriepartnern, um das Verfahren weiter zu entwickeln. Unter anderem ist es bisher nicht möglich, damit Plastikflaschen, die aus sogenanntem gestrecktem PET bestehen, zu zersetzen.

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