Die Ereignisse der letzten Jahre haben offensichtlich dazu geführt, dass jeden Monat Tausende Tonnen gebrauchter OP-Masken weggeworfen wurden, ohne dass eine wirkliche Vorstellung davon vorhanden war, wie man damit umgehen sollte. Auch wenn die Welt diese Zeit bereits hinter sich zu haben scheint, muss eine ernsthafte industrielle Ökolösung entwickelt werden, um mit dem Abfall umzugehen.

Forscher untersuchen die Möglichkeiten der Plasmavergasung als umweltfreundliche Technik zur Umwandlung von OP-Maskenabfällen in saubere Energieprodukte.

Ein aktuelles Projekt in diesem Bereich wurde von der Technischen Universität Kaunas (KTU), Litauen, und dem Litauischen Energieinstitut durchgeführt.

Nach der Durchführung einer Reihe von Experimenten erhielten sie synthetisches Gas (auch Synthesegas genannt) mit einem hohen Anteil an Wasserstoff.

Durch die Vergasung können große Abfallmengen in Synthesegas umgewandelt werden, das aus mehreren Gasen besteht, darunter Wasserstoff, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid und Methan. „Während unserer Experimente spielten wir mit der Zusammensetzung dieses synthetischen Gases und erhöhten seine Wasserstoffkonzentration und damit seinen Heizwert“, sagte Samy Yousef, ein leitender Forscher.

Für die Konvertierung von OP-Masken wandten die Forscher die Plasmavergasung defekter FFP2-Gesichtsmasken an, die zuvor in eine einheitliche Partikelgröße geschreddert und dann in Granulat umgewandelt wurden, das während der Behandlung leicht kontrolliert werden konnte.

Die höchste Wasserstoffausbeute wurde bei einem Dampf-zu-Kohlenstoff-Verhältnis (S/C) von 1.45 erzielt. Insgesamt wies das gewonnene Synthesegas einen um 42 % höheren Heizwert auf als das aus Biomasse hergestellte, sagte die Gruppe.

Die vorhandene Infrastruktur kann damit umgehen
Yousefs Team erforscht Recycling und Abfallmanagement und ist immer auf der Suche nach Abfällen, die in großen Mengen vorhanden sind und eine einzigartige Struktur besitzen. Sie haben Pyrolyseexperimente an Zigarettenkippen, gebrauchten Rotorblättern von Windkraftanlagen und Textilabfällen durchgeführt. Alle haben vielversprechende Ergebnisse für die Skalierung und Kommerzialisierung gezeigt. Bei dieser jüngsten Untersuchung zum Recycling von chirurgischen Masken wurde eine andere Methode verwendet.

„Vergasung ist eine traditionelle Abfallbewirtschaftungstechnik“, sagte er. Im Gegensatz zur Pyrolyse, erklärte er, „die noch eine neue und sich entwickelnde Methode ist, brauchen wir keine großen Investitionen in die Entwicklung der Infrastruktur.“

Bei der Lichtbogenplasmavergasung, die sie bei der Zersetzung von Operationsmasken eingesetzt haben, kommen hohe Temperaturen zum Einsatz, und mit diesem Ansatz „können wir Gesichtsmasken innerhalb weniger Sekunden in Gas zersetzen“.

„Bei der Pyrolyse dauert es bis zu einer Stunde, bis das Endprodukt entsteht. Bei der fortgeschrittenen Vergasung erfolgt der Prozess nahezu augenblicklich.“

Er sagte, fortschrittliche Vergasungstechniken wie die Plasmavergasung seien effizienter, um bei der Synthesegasproduktion eine bessere Wasserstoffkonzentration (bis zu 50 %) zu erreichen. Darüber hinaus verringert die Plasmavergasung den Teeranteil im Synthesegas, was dessen Qualität verbessert.

Wasserstoffreiches Gas eignet sich besser zum Heizen
Laut Yousef ist die Plasmavergasung eine der besten Methoden, um wasserstoffreiches synthetisches Gas zu gewinnen.

Je nach Art der Herstellung werden verschiedene Arten von Wasserstoff klassifiziert: „grau“ wird aus Erdgas oder Methan gewonnen, „grün“ aus erneuerbaren Energien (der Strom wird zur Elektrolyse von Wasser verwendet) und „blau“ aus Dampfreformierung.

„Vielleicht könnten wir unseren ‚schwarzen‘ Wasserstoff nennen, da er aus Abfall hergestellt wird?“ sagte er halb im Scherz.

Die Ausbeute an Synthesegas betrug rund 95 % der Gesamtrohstoffmenge. Die restlichen Produkte waren Ruß und Teer. Die Hauptverbindungen im gesammelten Teer schienen Benzol, Toluol, Naphthalin und Acenaphthylen zu sein. Den Forschern zufolge kann es als sauberer Kraftstoff in verschiedenen Industrien mit geringem COXNUMX-Ausstoß eingesetzt werden.

Der Ruß entstand in der letzten Stufe der Plasmavergasung. Sein Hauptbestandteil ist schwarzer Kohlenstoff, der beispielsweise für die Energieerzeugung, die Abwasserbehandlung und die Landwirtschaft oder als Füllmaterial in Verbundwerkstoffen verwendet werden kann.

Die Forscher glauben, dass die Methode das Potenzial hat, kommerzialisiert zu werden. Obwohl Wasserstoff aus dem gewonnenen Synthesegas abgetrennt werden kann, kann er auch zusammen mit einem Gasgemisch verwendet werden – er hat daher bereits einen höheren Heizwert als aus Biomasse hergestelltes Gas.

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• Quelle: https://envirotecmagazine.com/2024/01/15/plasma-gasification-produces-hydrogen-rich-syngas-from-surgical-masks/