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Titandioxid soll Zigarettenkippen auflösen

Kampf den Kippen: Laut Weltgesundheitsorganisation gelangen jährlich zwischen 340 und 680 Millionen Tonnen Zigaretten in unsere Weltmeere. „Zigarettenfilter sind das Produkt, welches am häufigsten achtlos weggeworfen wird – in die Natur statt in den Aschenbecher“, kommentiert daher das schweizerische Management- und Technologie-Beratungsunternehmen „Die Innovationsgesellschaft“. Sie lösen sich kaum auf und zudem lagern in den Kippen etwa 4.000 Giftstoffe, die sich dort nach dem Abrauchen gesammelt haben.
 

Max-Fabian Volhard forscht deshalb gemeinsam mit seinem Professor Dr. Thomas Jüstel an der Fachhochschule Münster an einem chemischen Stoff, der dafür sorgen soll, dass sich die schädlichen Zigarettenfilter von alleine in der Umwelt zersetzen. Titandioxid soll als Katalysator – angeregt von der UV-A-Strahlung im Sonnenlicht Radikale bilden, die Polymer-Struktur des Zigarettenfilters angreifen un komplett auflösen.
 

Titandioxid löst Zigarettenfilter samt Giftstoffen mit UV-Strahlung auf

„Zigarettenfilter bestehen zu einem großen Teil aus Zelluloseacetat. Das ist ein Polymer – es besteht als Grundeinheit aus Zellulose und wurde mit Essigsäure modifiziert“, erklärt Volhard. „Es lässt sich schlecht abbauen, dafür sind die Acetat-Gruppen des Polymers verantwortlich.“ Der Nano-Zusatzstoff im Filter soll das ändern: das Mineral Anatas, das in der Erdkruste vorkommt und auf Sonnenlicht reagiert. Wenn Titandioxid von der UV-A-Strahlung im Sonnenlicht angeregt, also aktiviert wird, bildet der Stoff Radikale. Nach fünf Jahren sollen dann vom Zigarettenfilter nur noch Wasser und Kohlenstoffdioxid übrig sein.
 

An deren Umsetzung seiner Theorie forscht der 32-Jährige in den Laboren auf dem Steinfurter Campus der FH Münster. Seine Hauptaufgabe ist es, Titandioxid so zu modifizieren, dass es das Zelluloseacetat wirksam zersetzt.
 

Die Reaktion der Radikale erforscht er in selbstgebauten Photoreaktoren, die das UV-Spektrum der Sonne imitieren. „Das passt sehr gut zu meiner Doktorarbeit, in der ich mich intensiv mit Mikroplastik aus verschiedenen Perspektiven beschäftige“, sagt Volhard.
 

Die Idee, einen Katalysator zu verwenden und damit chemische Strukturen aufzulösen, ist für ihn nicht neu: In Laborexperimenten hat er bereits nachgewiesen, dass das Konzept der Zersetzung von Kunststoffen im Kontakt mit Meerwasser grundsätzlich funktioniert. Viele Unternehmen haben sich für diese Idee interessiert, wurden jedoch von den Kosten abgeschreckt. Für eine Plastikflasche wären einige hundert Milligramm des Katalysators fällig, was einen Aufpreis bedeuten würde, der der Kunststoffindustrie zu hoch ist.
 

Bei einem durchschnittlichen Zigarettengewicht von 5 bis 6 Gramm wären aber nur wenige Milligramm Titandioxid nötig, um die Kippe nach dem Abrauchen komplett zu zersetzen. Der Katalysator würde eine Zigarette ungefähr einen Cent teurer machen. „Da haben wir schon pessimistisch gerechnet, wahrscheinlich ist es günstiger“, sagt Jüstel. Durchschnittlich koste eine Zigarette in Deutschland laut „Innovationsgesellschaft“ um die 30 Cent, kommentiert auch das Online-Nachhaltigkeitsportal globalmagazin.
 


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