BioICEP - Bio Innovation of a Circular Economy for Plastics

Projektleiter: Prof. Dr. Wolfgang Maus-Friedrichs / Dr. Georgia Sourkouni

Förderzeitraum: 01/2020 – 12/2023
Förderstelle: EU (Horizon 2020)
Förderkennzeichen: 870292

Laboratories: CZM

Bio-Innovation einer Kreislaufwirtschaft für Kunststoffe

Das Bio-Innovation-Konsortium für eine Kreislaufwirtschaft für Kunststoffe (BioICEP) ist eine europaweit zusammenarbeitende chinesische Organisation, die gegründet wurde, um die Belastung der Umwelt durch Kunststoffabfälle zu verringern. Die Länder wurden ausgewählt, um verschiedene Umgebungen mit gemischter Kunststoffverschmutzung zu repräsentieren, wobei bestimmte Partner ausgewählt wurden, die über das Fachwissen und die Einrichtungen verfügen, um die erforderlichen technischen Innovationen durchzuführen. Drei innovative Booster-Technologien bilden den Kern dieser Lösung, die den Abbau von Kunststoffen akzentuieren, beschleunigen und auf ein Niveau steigern, das weit über dem derzeit erreichbaren Wert liegt. Unser Ansatz ist ein dreifach wirkendes Depolymerisationssystem, bei dem Kunststoffabfälle in drei aufeinanderfolgenden Prozessen zersetzt werden: 1) mechanisch-biochemische Desintegrationsprozesse, um das Molekulargewicht des Polymers (MW) zu verringern, damit es biologisch abgebaut werden kann; 2) biokatalytische Verdauung mit Enzymen, die durch eine Reihe innovativer Techniken verbessert wurden, darunter beschleunigtes Screening durch neuartigen Fluoreszenzsensor und gerichtete Evolution; und 3) mikrobielle Konsortien, die aus den besten mikrobiellen Einzelstämmen ihrer Klasse entwickelt wurden, was zusammen zu einem hocheffizienten Abbau gemischter Kunststoffabfallströme führt. Die Ergebnisse dieses Abbauprozesses werden als Bausteine ​​für neue Polymere oder andere Bioprodukte verwendet, um eine neue Kreislaufwirtschaft auf der Basis von Kunststoffabfällen zu ermöglichen. Die BioICEP-Technologie kann zu erheblichen finanziellen Einsparungen bei den Gesamtkosten für soziale und umweltbedingte Umweltverschmutzung führen. Die Aufgabe der TU Clausthal liegt darin die Kunststoffoberflächen für die Mikroorganismen zu aktivieren und die dazu benötigten Prozesse zu entwickeln. Die Materialien werden eingehend vor und nach der Behandlung bzgl. ihre Oberflächeneigenschaften charakterisiert. Die Aktivierung der Oberfläche erfolgt mittels sonochemischer und mechanochemischer Verfahren.

Project manager: Prof. Dr. Wolfgang Maus-Friedrichs / Dr. Georgia Sourkouni

Funding period: 01/2020 – 12/2023
Funding agency: EU (Horizon 2020)
Funding reference number: 870292

Laboratories: CZM

The Bio Innovation of a Circular Economy for Plastics (BioICEP) consortium is a pan-European-Chinese collaborative formed to reduce the burden of plastic waste in the environment. The countries have been selected to represent different mixed plastic pollution environments, with specific partners selected which have the expertise and facilities to carry out the necessary technical innovations. Three innovative booster technologies are at the core of this solution accentuating, expediting, and augmenting plastics degradation to levels far in excess of those currently achievable. Our approach is a triple-action depolymerisation system where plastic waste will be broken down in three consecutive processes: 1) mechano-biochemical disintegration processes, to reduce the polymer molecular weight (MW) of the base polymer to make it amenable to biodegradation; 2) biocatalytic digestion, with enzymes enhanced through a range of innovative techniques including accelerated screening through a novel fluorescent sensor and directed evolution; and 3) microbial consortia developed from best-in-class single microbial strains, which combined leads to highly efficient degradation of mixed plastic waste streams. The outputs from this degradation process will be used as building blocks for new polymers or other bioproducts to enable a new plastic waste-based circular economy. The BioICEP technology has the potential to lead to dramatic financial savings on the overall social and environmental pollution plastic pollution costs.
The task of the TU Clausthal is to activate the plastic surfaces for the microorganisms and to develop the required processes. The materials are thoroughly characterized before and after treatment regarding their surface properties.
The activation of the surface takes place by means of sonochemical and mechanochemical methods.