Forschende der Universität Cambridge wandeln Plastikmüll mit Sonnenlicht in Wasserstoff um

Erstautor Ariffin Bin Mohamad Annuar, der ebenfalls an der Universität Cambridge affiliert ist, zeigt sich in einer Pressemitteilung enthusiastisch: „Wir haben einfach diese riesige Platte, sprühen unseren Katalysator darauf, geben sie in unsere Lösung, stellen sie in die Sonne, und schon produziert sie Wasserstoff und andere wertvolle Chemikalien - allein aus Plastikmüll." Das Team verfolgt damit bewusst einen doppelten Ansatz, wie Reisner erläutert: „Deshalb versuchen die Wissenschafter quasi zwei Fliegen mit einer Klappe zu schlagen."

Vom Labor auf den Campus

Bisher funktionierte die Umwandlung von Plastikabfällen in Wasserstoff nur in kleinen Laborreaktoren, „mittels hoher Temperaturen und aggressiver Chemikalien". Nun haben die Forschenden das System auf einen Quadratmeter vergrößert, „mit natürlichem Sonnenlicht am Gelände der Universität Cambridge" betrieben und damit erstmals gezeigt, dass der Prozess auch unter realistischen Bedingungen läuft. Die Anlage kann laut Studie tagelang oder wochenlang in der Lösung aktiv bleiben.

Die fotoaktive Oberfläche besteht aus vier Glas-Paneelen, auf die das Halbleitermaterial Strontiumtitanat aufgesprüht wird. Der Katalysator wird in Form von Molekülen aufgebracht, die Koautor Dominic Wright entwickelt hat und die Kobalt und Zirkonium enthalten. Diese Vorläufermoleküle zersetzen sich zu einem aktiven Katalysatorfilm, der ohne chemische Bindemittel auf dem Glas haftet. Das vereinfacht die Herstellung deutlich, denn auf diese Weise entfallen sowohl hohe Prozesstemperaturen als auch aggressive Hilfsstoffe.

Günstige Materialien, einfaches Sprühen

Ein weiterer Vorteil liegt im Materialsatz: Die Forschenden konnten teure Stoffe wie Platin ersetzen. Sowohl der Halbleiter als auch Kobalt und Zirkonium sind kostengünstig, zudem lässt sich der Katalysator laut Studie mit einem Gerät auftragen, das an einen Pflanzenluftbefeuchter erinnert. Diese einfache Verarbeitung senkt die Produktionskosten und könnte den Weg zu größeren Anlagen ebnen.

Der Reaktor akzeptiert ein breites Spektrum an Ausgangsmaterialien, das von Cellulose bis zum PET reicht, also jenem Kunststoff, aus dem unter anderem Plastikflaschen bestehen. Damit könnte das Verfahren künftig genau dort ansetzen, wo heute Recyclingquoten besonders niedrig sind. Wie die Forschenden betonen, ist Kunststoffrecycling heute „noch eher die Ausnahme". Das neue Verfahren nutzt ausgerechnet jene Stoffe, deren Verwertung bislang schwerfällt.

Warum Wasserstoff aus Plastik Sinn ergibt

Wasserstoff gilt als Energieträger der Zukunft, etwa für die Stahl- oder die Düngemittelindustrie, in der Brennstoffzelle oder bei der Herstellung synthetischer Kraftstoffe. Allerdings wird der heute erzeugte Wasserstoff überwiegend aus fossilen Rohstoffen hergestellt, meist durch Dampfreformierung von Erdgas. Solar erzeugter Wasserstoff aus Plastikabfällen wäre eine Alternative, die zugleich Abfallströme nutzt, anstatt sie zu deponieren oder zu verbrennen.

Reisner sieht weitere Verbesserungsmöglichkeiten. Derzeit absorbiert der Halbleiter vor allem ultraviolettes Licht, während ein Großteil des einfallenden Sonnenlichts ungenutzt bleibt. „Wir arbeiten daran, Halbleiter zu entwickeln, die mehr vom solaren Spektrum verwenden können", sagt der Studienleiter. Eine breitere Lichtausbeute würde den Wasserstoffertrag pro Fläche deutlich erhöhen und damit die Wirtschaftlichkeit verbessern.

Was noch fehlt

Die Publikation mit dem Titel-DOI 10.1038/s44286-026-00406-y ist in einer Fachzeitschrift erschienen, die sich laut Quellen mit Nachhaltigkeit und Energiechemie beschäftigt. Reisner wertet den Sprung vom Labor auf die Wiese als Meilenstein: „Mit der Weiterentwicklung und Tests unter realen Bedingungen ist uns ein wichtiger Schritt gelungen." Bis zu einer kommerziellen Anlage ist es allerdings noch weit.

Rechtlich abgesichert ist die Entwicklung bereits: Die Technologie wurde von Cambridge Enterprise patentiert, dem Innovationszweig der Universität Cambridge. Damit besitzen die Universität und ihre Erfindenden die Grundlage, um Lizenzen an Industriepartner zu vergeben und die Forschungsergebnisse weiter zu kommerzialisieren. Solche Schritte sind üblich, wenn universitäre Erfindungen den Weg in die Praxis finden sollen.

Ausblick und nächste Schritte

Wie die Forschenden selbst betonen, handelt es sich um einen Machbarkeitsnachweis im Freien, nicht um eine ausgereifte Großanlage. Die Skalierung, die Langzeitstabilität der Katalysatoren unter Witterungseinflüssen und die Frage, wie viel Wasserstoff je Tonne Plastik tatsächlich geerntet werden kann, bleiben offene Punkte für Folgeuntersuchungen. Auch die Versorgung mit ausreichend sortenreinem Plastikabfall in Industrienähe ist ungeklärt.

Klar ist aber: Sollte sich das Prinzip weiter skalieren lassen, würde eine Technologie, die heute in einem Pilotversuch auf einer Wiese in Cambridge läuft, gleich zwei drängende Umweltprobleme adressieren. Plastikmüll, der bislang kaum wiederverwertet wird, würde zum Rohstoff; gleichzeitig entstünde Wasserstoff, ohne dass dafür Erdgas eingesetzt werden muss. Genau diese doppelte Perspektive macht das Projekt für Klimaschutz und Kreislaufwirtschaft gleichermaßen interessant.

Mit der Veröffentlichung der neuen Studie wächst der Kreis jener Verfahren, die Sonnenlicht direkt in chemische Energieträger umsetzen. Neben photoelektrochemischen Zellen und künstlicher Photosynthese tritt nun ein Ansatz, der zusätzlich ein Plastikabfallproblem adressiert. Beobachter werten die Arbeit als Beleg dafür, dass sich energiespeichernde Verfahren zunehmend aus dem Labormaßstab lösen und auf reale Außenbedingungen übertragen lassen.

In den kommenden Monaten wollen die Forschenden Berichten zufolge weitere Halbleitermaterialien testen und die Anlage über längere Zeiträume unter unterschiedlichen Wetterbedingungen betreiben. Sollte die Effizienz deutlich steigen, könnte das System eine Brücke schlagen zwischen der bisher eher theoretischen Idee des „grünen Wasserstoffs" und einer industriell nutzbaren, sonnengetriebenen Wasserstofferzeugung, die gleichzeitig Plastikmüll sinnvoll verwertet.