Forschende der Universität Oldenburg arbeiten an einer innovativen Idee, um Kunststoff nachhaltiger zu machen und gleichzeitig Plastikmüll zu reduzieren. Im Projekt EcoPBS entwickeln sie Biokunststoffe aus organischen Abfällen wie Grünschnitt, Heu oder Algen. Das Besondere dabei: Die Kunststoffe sollen vollständig aus nachhaltigen Rohstoffen bestehen und biologisch abbaubar sein.

Geleitet wird das Projekt von der Chemikerin Dr. Melanie Walther, die mit ihrer Nachwuchsgruppe an einem Bioplastik auf Basis von Polybutylensuccinat (PBS) forscht. PBS ähnelt in Stabilität und Verarbeitbarkeit herkömmlichen Kunststoffen wie Polypropylen oder Polyethylen, hat jedoch einen entscheidenden Vorteil: Es kann in der Umwelt von Mikroorganismen abgebaut werden. Bisher existieren allerdings keine Verfahren, mit denen PBS vollständig biobasiert und zugleich industrietauglich hergestellt werden kann.

Genau hier setzen die Forschenden an. Ziel des Projekts ist es, eine kostengünstige und energieeffiziente Methode zu entwickeln, mit der PBS aus Garten- und Ernterückständen gewonnen werden kann. Zunächst wandeln die Forschenden das organische Ausgangsmaterial mithilfe biotechnologischer Fermentationsprozesse in verwertbare chemische Bausteine um. Dabei kommen unterschiedliche Mikroorganismen und zwei Gärungsverfahren zum Einsatz. Walthers Team sucht besonders robuste Stämme, die auch unter ressourcenschonenden Bedingungen zuverlässig arbeiten.

Im zweiten Schritt, dem sogenannten Downstreaming, reinigt es die entstandenen Stoffe zur Weiterverarbeitung. Ein zentrales Ziel ist die Umwandlung von n-Butanol in 1,4-Butandiol, einen wichtigen Ausgangsstoff für Kunststoffe. Computersimulationen und Methoden des maschinellen Lernens helfen dabei, die Prozesse möglichst effizient zu gestalten. Im dritten Teilprojekt entsteht schließlich erstmals vollständig biobasiertes PBS, aus dem die Forschenden erste Demonstratoren wie Verpackungen oder medizinische Produkte herstellen. Die bei der Produktion anfallenden Rückstände nutzen sie zur Gewinnung von Strom und Wärme für den Betrieb der Laboranlagen. 

An EcoPBS sind mehrere Universitäten, Forschungsinstitute und Firmen aus Deutschland und den Niederlanden beteiligt. Das Bundesforschungsministerium (BMFTR) fördert das Verbundprojekt mit rund 2,7 Millionen Euro. 

hb