Silikon-Recycling: TU Berlin gewinnt aus Altsilikon bis zu 99 Prozent Grundbaustein zurück

Die Cupcake-Backform aus Silikon, der Sauger der Babyflasche, die Dichtung: Silikon steckt in erstaunlich vielen Dingen des Alltags, dazu in Industrieanlagen und medizinischen Schläuchen. Ist es aber einmal verbraucht, gibt es kaum einen guten Weg zurück. Ein Team der Technischen Universität Berlin hat nun gezeigt, wie sich gebrauchtes Silikon chemisch so weit zerlegen lässt, dass daraus wieder vollwertiges neues Silikon werden kann. Die Arbeit wurde vom Fachjournal Nature für eine beschleunigte Onlineveröffentlichung ausgewählt, das Verfahren ist zum Patent angemeldet.

Ein Material, das sich nicht kleinkriegen lässt Silikone sind beliebt, weil sie Hitze und Chemikalien aushalten, Wasser abweisen und mechanisch sehr belastbar sind. Genau das wird beim Recycling zum Problem. „Aufgrund seiner robusten Eigenschaften ist die Wiederverwertung von gebrauchtem Silikon sehr schwierig“, sagt Martin Oestreich, Einstein-Professor und Leiter des Fachgebiets Organische Chemie/Synthese und Katalyse an der TU Berlin.

Bisher landet Altsilikon deshalb meist in der Verbrennung oder auf der Deponie. Es gibt zwar Verfahren, die das Material mechanisch aufbereiten oder chemisch in kleinere, ringförmige Bausteine zerlegen. Das daraus gewonnene Silikon ist laut TU Berlin aber in der Regel von geringerer Qualität als das ursprüngliche.

Dabei geht es um einen großen Markt: Laut TU Berlin wurden 2025 mit Silikonprodukten mehr als 21 Milliarden Euro umgesetzt, für 2033 wird der Markt auf über 33 Milliarden Euro geschätzt. Und die Herstellung ist aufwendig: Das Silizium wird bei rund 2.000 Grad Celsius aus Quarzsand gewonnen und danach in einem eigenen Verfahren zu Dimethyldichlorsilan weiterverarbeitet, dem Grundbaustein für Silikone.

Zurück auf Anfang Genau dorthin will das Berliner Team zurück. Silikon besteht aus langen Ketten, in denen sich Silizium- und Sauerstoffatome abwechseln. Diese Bindungen zu lösen, gilt als äußerst schwierig. Die Forschenden setzen dafür ein sogenanntes Silyliumion ein, eine Verbindung mit positiv geladenem Siliziumatom, das als Katalysator wirkt. Zusammen mit Phosgen erzeugt es in mehreren ineinandergreifenden Reaktionszyklen ein Teilchen, das die Silizium-Sauerstoff-Bindungen aufbrechen kann.

Der Sauerstoff aus den Ketten wird dabei als Kohlendioxid gebunden und entweicht als Gas. Übrig bleibt Dimethyldichlorsilan, also genau der Stoff, aus dem die Industrie neue Silikone herstellt. Die Reaktion läuft bei etwa 80 Grad Celsius, ein großer Energieaufwand ist laut TU Berlin nicht nötig.

Getestet an Backformen und Babysaugern Ausprobiert hat das Team das Verfahren an gebrauchten Alltagsprodukten, darunter Silikon-Backförmchen, Sauger von Babyflaschen und Silikondeckel. Bei einzelnen Produkten ließ sich nach 24 Stunden bis zu 99 Prozent des Grundbausteins zurückgewinnen. Bei einer Mischung verschiedener Altprodukte, wie sie im echten Abfall eher vorkommt, waren es 86 Prozent.

Unterstützt wurde die Arbeit von der Gruppe des theoretischen Chemikers Stefan Grimme an der Universität Bonn. Für Oestreich ist das Ergebnis auch ein Lohn für langen Atem: Sein Team forscht seit rund 15 Jahren an Silyliumionen, das Silikon-Recycling als konkretes Ziel kam erst in den vergangenen etwa fünf Jahren hinzu. Das zeige, dass sich Grundlagenforschung „irgendwann in ganz konkreten Anwendungen auszahlen kann“, sagt er.

Was noch fehlt Noch ist das Verfahren eine Laborentwicklung. Zu Kosten, zur Umsetzung in industriellem Maßstab oder zu Industriepartnern macht die TU Berlin keine Angaben. Eine offene Baustelle ist das Phosgen: Das Gas ist giftig. Die Forschenden haben es deshalb in fester Form als Triphosgen eingesetzt, aus dem es erst während der Reaktion freigesetzt wird. In der chemischen Industrie ist Phosgen zwar verbreitet, etwa bei Vorprodukten für Polyurethane. Trotzdem sucht die Arbeitsgruppe nach Alternativen und will Verfahren entwickeln, mit denen sich selbst Spuren von Phosgen aus dem zurückgewonnenen Grundbaustein entfernen lassen.

Die Berliner sind nicht allein: Auch eine Forschungsgruppe des französischen CNRS in Lyon hat 2025 einen anderen chemischen Weg vorgestellt, Altsilikon in Chlorsilane zurückzuverwandeln, und arbeitet ebenfalls daran, ihn industrietauglich zu machen. Dass gleich mehrere Teams an diesem Problem vorankommen, macht Hoffnung, dass die Silikon-Backform von heute eines Tages nicht mehr im Ofen der Müllverbrennung landet, sondern als Rohstoff für die nächste dient.