Anodisches Recycling von gängigen Polymeren: Die Kombination von Eisen‐Elektrokatalyse und skalierbarer Wasserstoffentwicklungsreaktion

Abstract

Kunststoffe sind in unserem Alltag allgegenwärtig, und die Akkumulation von Kunststoffabfällen in unserer Umwelt stellt ein großes gesellschaftliches Problem dar. Daher sind Methoden für das Recycling von Kunststoffabfällen im Hinblick auf eine künftige Kreislaufwirtschaft von hohem Interesse. Insbesondere der Abbau von Polymeren nach Nutzung durch Verbraucher hin zu wertschöpfenden kleinen Molekülen stellt eine nachhaltige Strategie für eine Kohlenstoff‐Kreislaufwirtschaft dar. Trotz jüngster Fortschritte ist der chemische Polymerabbau nach wie vor weitgehend auf chemische Redox‐Reagenzien beschränkt oder durch eine geringe Energieeffizienz photochemischer Prozesse limitiert. In dieser Arbeit berichten wir über einen leistungsstarken eisenkatalysierten Abbau von Polystyrolen mit hohem Molekulargewicht durch Elektrochemie, um effizient monomere Benzoylprodukte zu liefern. Die Robustheit der Ferraelektrokatalyse wurde durch den Abbau von verschiedenen realen Nach‐Gebrauchs‐Kunststoffen, ebenfalls im Gramm‐Maßstab, bestätigt. Die kathodische Halbreaktion wurde weitgehend durch die Wasserstoffentwicklungsreaktion (HER) dargestellt. Der skalierbare elektrolytische Polymerabbau konnte ausschließlich mit Solarenergie über ein handelsübliches Solarpanel betrieben werden, was auf ein herausragendes Potenzial für eine dezentralisierte, grüne Wasserstoffwirtschaft hinweist.