ENGELBERG/STANS: Dem Schmutz im Meer Kampf angesagt

Anna Lena Klein (17) will mit ihrer Maturaarbeit einen Beitrag gegen die Meeresverschmutzung leisten. Mit ordentlichem Pioniergeist hat sie einen Biokunststoff hergestellt, der auf Braunalgen basiert und den sie sogar im Meer testen liess.

Carina Odermatt
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Anna Lena Klein mit einer Probe ihres Biokunststoffes. (Bild: Corinne Glanzmann / NZ)

Anna Lena Klein mit einer Probe ihres Biokunststoffes. (Bild: Corinne Glanzmann / NZ)

Carina Odermatt

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Schon seit geraumer Zeit beschäftigt sich Anna Lena Klein mit der Thematik der Verschmutzung der Weltmeere mit Plastik. Und dies aus gutem Grund: Jährlich gelangen zwischen 4,8 und 12,7 Millionen Tonnen Plastik in die Weltmeere, hauptsächlich verursacht durch die unsachgemässe Entsorgung von Abfällen. Durch kreisförmige Meeresströmungen haben sich an fünf Stellen riesige Müllansammlungen gebildet, die sogar vom Weltall aus sichtbar sind. Der grösste dieser Plastikstrudel wird «Great Pacific Garbage Patch» genannt und hat mittlerweile die Grösse von Westeuropa. Die Konsequenzen kann man sich ausmalen: Die Meerestiere verwechseln den Müll mit Futter und ersticken daran oder sie verhungern, weil ihre Mägen mit Plastik statt Nahrung gefüllt sind. «Mit meiner Maturaarbeit wollte ich einen kleinen Beitrag zur Lösung dieses enormen Umweltproblems leisten», umschreibt die Engelbergerin ihre Motivation.

Kunststoff aus Algen

Biokunststoffe machen derzeit rund 1 Prozent der Kunststoffproduktion von 300 Millionen Tonnen aus. Laut Schätzungen sollte sich die Produktionskapazität der Biokunststoffe in den nächsten fünf Jahren jedoch vervierfachen. Grundsätzlich ist es ein riesiges Problem, dass der weitaus grösste Teil des produzierten Kunststoffs nicht abbaubar ist und somit jahrelang im Ozean schwimmt. Genau hier setzt Anna Lena Klein an: «Ich wollte mit meiner Maturaarbeit einen Biokunststoff aus nachwachsenden Rohstoffen herstellen, der biologisch abbaubar ist. Normalerweise wird für die Herstellung derartiger Kunststoffe Stärke aus Kartoffeln, Zuckerrüben oder Mais verwendet. Dies ist für mich jedoch eine Lebensmittelverschwendung», erklärt die Maturandin. Durch Recherchen entdeckte sie Alginat, eine Stärke, die aus Braunalgen gewonnen wird. Es sollte zur Basis ihres Biokunststoffs werden.

Auf der Internetplattform Youtube fand Klein eine Anleitung für die Herstellung von Biokunststoff mit destilliertem Wasser, Maisstärke und Glycerin. «Ich hatte jedoch mit einigen Problemen zu kämpfen. Bis ich das richtige Verhältnis der Zutaten herausgefunden hatte, waren viele Versuche nötig. Immer wieder bildeten sich Stärkeklumpen oder die Folien waren zu bröckelig», erinnert sich Klein. Doch der Durchhaltewillen hat sich gelohnt, und irgendwann hielt sie ihre ersten selbst gemachten Plastikfolien in den Händen. Nun konnte sie die Maisstärke mit dem Alginat ersetzen. «Meine Arbeit barg auf jeden Fall ein grosses Risiko, denn auf die Idee mit dem Alginat kam ich selber, und ich wusste nicht, ob sich daraus überhaupt Plastik herstellen lässt. Ich bin sehr glücklich, dass es geklappt hat», freut sich Anna Lena Klein.

Doch damit war ihr Experiment noch nicht zu Ende, denn sie wollte auch die Abbaubarkeit dieses Kunststoffs beweisen. Dazu spannte Klein die Folien in Eckwinkel ein, damit sie die Proben anschliessend wieder finden konnte und die abzubauende Fläche bei allen Proben gleich gross war. Die Abbaubarkeit sollte in zwei Elementen getestet werden: In der Erde und im Wasser. Mit Hilfe ihres Vaters vergrub sie acht Proben im Wald, von denen sie alle zwei Wochen ein Exemplar barg. Nach zwölf Wochen grub sie die letzte Probe aus, die schon zu einem beträchtlichen Teil abgebaut war. Etwas herausfordernder gestaltete sich das Testen des Kunststoffs im Meer, doch dank einem Stipendium der Aquies-Stiftung konnten drei Proben im Mittelmeer vor Elba ausgesetzt werden. Nach der Bergung alle vier Wochen wurden sie erst getrocknet und per Post nach Engelberg geschickt. Die aquatischen Proben im Meer wurden um einiges schneller abgebaut als jene im Waldboden, nach zwölf Wochen blieben lediglich kleine Kunststofffetzen übrig.

Anna Lena Klein ist mit dem Resultat mehr als zufrieden: «Das Ziel meiner Arbeit habe ich erreicht: Ich habe bewiesen, dass man aus Algen abbaubaren Kunststoff herstellen kann.»

Sie will das Produkt weiterentwickeln

Noch ist der algenbasierte Biokunststoff bei weitem nicht perfekt. Für ein kommerzielles Produkt müsste man noch einiges verbessern. Die Kosten von 65 Rappen pro Folie sind noch zu hoch und die sichtbaren Lufteinschlüsse müssten eliminiert werden können. Ausserdem könnte es für einige Anwendungsbereiche hinderlich sein, dass sich der Kunststoff im Wasser so schnell auflöst. Doch Anna Lena Klein ist gewillt, ihr Produkt noch weiter zu entwickeln. Sie befindet sich derzeit im Auswahlverfahren der Stiftung Schweizer Jugend forscht. Auch in Zukunft wird sich die Maturandin den Naturwissenschaften widmen, eine Zukunft an der ETH Zürich könnte sie sich gut vorstellen. «Was ich genau studieren will, ist noch unklar. Erst einmal werde ich ein Zwischenjahr einlegen, in dem ich vielleicht auch Zeit finde, meinen algenbasierten Biokunststoff noch zu verbessern.»