Zigarettenstummel, die sich selbst auflösen

Ein Katalysator in der Zigarette soll das weltweite Kippenproblem lösen. Zwei Wissenschaftler der FU Münster forschen derzeit an einem chemischen Stoff, der die schädlichen Filter von allein in der Umwelt zersetzen kann.

„Zigarettenfilter bestehen zu einem großen Teil aus Zelluloseacetat. Das ist ein Polymer – es besteht als Grundeinheit aus Zellulose und wurde mit Essigsäure modifiziert“, erklärt Max-Fabian Volhard, der gemeinsam mit Professor Thomas Jüstel forscht. „Das Polymer lässt sich schlecht abbauen, dafür sind die Acetat-Gruppen des Polymers verantwortlich.“

Nach fünf Jahren bleiben nur noch Wasser und CO2 übrig

Zu einem schnelleren Abbau soll nun ein Zusatzstoff im Filter beitragen: der Katalysator Titandioxid, der als Mineral Anatas in der Erdkruste vorkommt und auf Sonnenlicht reagiert. Wenn Titandioxid von der UV-A-Strahlung im Sonnenlicht angeregt wird, also aktiviert wird, bildet der Stoff Radikale, teilte die FU Münster mit. Diese greifen die Polymer-Struktur des Zigarettenfilters an und lösen ihn mit der Zeit komplett auf. Nach circa fünf Jahren, so schätzt der Doktorand Volhard, bleiben nur Wasser und Kohlenstoffdioxid von der Kippe übrig.

Um diese Theorie auch in der Praxis zu erproben, forscht der 32-Jährige derzeit in den Laboren auf dem Steinfurter Campus der FH Münster. Seine Hauptaufgabe: Das Titandioxid so zu modifizieren, dass es das Zelluloseacetat wirksam zersetzt und auch mit den über 4.000 Giftstoffen im Zigarettenfilter klarkommt, die sich dort nach dem Abrauchen gesammelt haben.

Die Reaktion der Radikale erforscht der Tüftler 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 Kosten für den Katalysator sind nach Ansicht der Wissenschaftler überschaubar: Bei einem durchschnittlichen Zigarettengewicht von 5 bis 6 Gramm wären nur wenige Milligramm Titandioxid nötig, um die Kippe nach dem Abrauchen komplett zu zersetzen. Der Katalysator würde eine Zigarette ungefähr einen Cent teurer machen. „Und da haben wir schon pessimistisch gerechnet, wahrscheinlich ist es günstiger“, so Jüstel.

Prinzip lässt sich auch auf andere Abfälle übertragen

Grundsätzlich sei die Zersetzung mithilfe von Katalysatoren auch auf andere Stoffe übertragbar: Beispielsweise auf Kunststoffe, die mit Meerwasser in Kontakt kommen. Viele Unternehmen hätten Interesse an der Idee gezeigt , seien aber letztendlich vor den Kosten zurückgeschreckt. „Für eine Plastikflasche wären einige hundert Milligramm des Katalysators fällig, was einen Aufpreis bedeuten würde, der der preissensiblen Kunststoffindustrie zu hoch ist“, erklärt die FU Münster.

Jährlich gelangen laut Weltgesundheitsorganisation allein zwischen 340 und 680 Millionen Tonnen Zigaretten in die Weltmeere. Mit verschiedenen Kampagnen und Ideen wird bereits versucht, dem Kippen-Problem Herr zu werden. So sammelt und recycelt die Initiative Tobacycle seit kurzem die Zigarettenstummel, in Berlin werden Rufe nach einem Pfandsystem laut, und das Bundesumweltministerium will ab 2021 die Hersteller von Zigaretten an den Reinigungskosten der Kommunen beteiligen.

© 320°/ek | 18.08.2019