Frische Luft und kaltes Plasma könnten den PSA-Abfall des Krankenhauses zersetzen

24. April 2023

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von Sarah McDaid, Heriot-Watt University

Die COVID-19-Pandemie hat weltweit zu einem explosionsartigen Anstieg der Verwendung von Einweg-Gesichtsmasken geführt. Dadurch kam es zu der bereits erheblichen Menge an PSA-Abfällen, die in Krankenhäusern und anderen medizinischen Einrichtungen anfallen.

Forscher der Heriot-Watt-Universität haben ein Verfahren entwickelt, das eine gewöhnliche Gesichtsmaske mithilfe der Kraft von Frischluft und 200 W Strom zersetzt – etwa so viel wie eine kleine Mikrowelle.

Die Ergebnisse des Teams werden in der Zeitschrift npj Materials Degradation veröffentlicht.

Humphrey Yiu, Assistenzprofessor an der Heriot-Watt-Universität, sagte: „PSA aus dem Gesundheitssektor war schon immer eine Abfallherausforderung. Sie hat große Mengen und muss als biologisch gefährlicher Abfall behandelt werden, was bedeutet, dass sie verbrannt wird.“

„Verbrennung ist teuer und nicht umweltfreundlich – das Erreichen der erforderlichen hohen Temperaturen über einen langen Zeitraum verbraucht viel Energie und erzeugt eine erhebliche Menge an Schadstoffen.

„Wir haben bewiesen, dass unser kleines Kaltplasmasystem Einweg-Gesichtsmasken zersetzen kann, deren Verwendung seit der Pandemie explosionsartig zugenommen hat. Sie werden weltweit immer noch häufig verwendet.“

„Unsere Low-Power-Air-Plasma-Methode zersetzt chirurgische Masken effizient in vier Stunden, sodass 90 % der Maske verschwunden sind.“

Das Heriot-Watt-Luftplasmasystem wird netzbetrieben und erzeugt eine hochreaktive Umgebung voller Sauerstoffatome, die die Kunststoffe in der Maske ätzt und sie schließlich in Kohlendioxid und Wasser umwandelt.

Professor Martin McCoustra, der sich auf die Erforschung komplexer Oberflächen spezialisiert hat, sagte: „Plasma wird bereits zur Dekontamination von Oberflächen verwendet, da es biologische Materialien wie Bakterien und Viren genauso leicht zerstört wie jeder Kunststoff. Bei dieser Arbeit sind wir über die einfache Dekontamination hinausgegangen, um tatsächlich zu brechen.“ Abfallmaterial zu reduzieren, indem der Abfall dem Plasma länger und mit höherer angelegter Leistung ausgesetzt wird.“

Das kleinräumige System habe Grenzen, betonen die Forscher. Dr. Humphrey Yiu sagte: „Die Ohrschlaufen an den Masken waren extrem hartnäckig, wir konnten sie nur um 9 % abbauen.“

„Unser Fokus liegt jetzt auf der Skalierung des Systems, um zu beweisen, dass das System im Krankenhausmaßstab funktionieren könnte. Wir würden gerne Modelle entwickeln, die in Krankenstationen oder Praxisräumen von Hausärzten installiert werden könnten, oder im Krankenhausmaßstab arbeiten, wo Hunderte von Tonnen PSA müssen vernichtet werden.“

Mehr Informationen: Mariano Marco Tobías et al., Plasmaabbau kontaminierter PSA: eine energieeffiziente Methode zur Behandlung kontaminierter Kunststoffabfälle, npj Materials Degradation (2023). DOI: 10.1038/s41529-023-00350-9

Bereitgestellt von der Heriot-Watt University