
Bisher praktisch unmöglich und ein enormes Problem: faserverstärkte Kunstharzverbundwerkstoffe (Epoxide) waren nicht recyclebar und z.B. die Rotorblätter von Windkraftanlagen summieren sich bis zum Jahr 2050 zu einem Abfallhaufen von 43 Millionen Tonnen. Forscher haben nun einen ersten wichtigen Schritt getan, um diese Verbundwerkstoffe wieder „aufzuschließen“ und katalytisch so aufzulösen, dass die Carbonfasern und die Harzinhaltsstoffe voneinander getrennt werden können, ohne dass die Materialien Schaden nehmen. Dabei ist das Verfahren nicht auf die Rotorblätter beschränkt, sondern kann für alle Verbundwerkstoffe angewendet werden. Insbesondere wegen der Rückgewinnung der teuren Kohlenstofffasern ist diese Methode beachtenswert und führt zu einer besseren Kreislaufwirtschaft, somit zu einer verbesserten Nachhaltigkeit.
Verbundwerkstoffe auf Kunstharzbasis meist verstärkt durch Carbonfasern sind auf lange Haltbarkeit ausgelegt und daher grundsätzlich schwer abbaubar und werden bisher als Abfall auf Mülldeponien gelagert und somit aus dem Kreislauf der Materialien herausgenommen.
Die Wissenschaftler der Universität Aarhus und dem Dänischen Technologischen Institut haben nun ein Verfahren zum Patent angemeldet, das auf der Basis eines Katalysators mit Ruthenium und verschiedenen Lösungsmitteln die Epoxidmatrix aufspalten kann und die Kohlenstofffasern freilegt, ohne diese zu beschädigen. Es werden die Inhaltsstoffe Bisphenol A und die Glasfasern bzw. Carbonfasern zurückgewonnen und können wiederverwendet werden.
Allerdings ist Ruthenium ein seltenes und teures Metall und die Effizienz des Verfahrend noch nicht auf industrielle Maßstäbe skaliert, aber mehr als ein Hoffnungsschimmer auf dem Weg hin zu einer vollständigen Verwertung der hochstabilen Verbundwerkstoffe.
Original Publikation:
Ahrens, A et al. (2023). Catalytic disconnection of C-O bonds in epoxy resins and composites. Nature, 617, 730–737.

Weitere Spotlights
Spotlight Mai 2021: Auf dem Weg zu sicheren und nachhaltigen Innovationen in der Nanotechnologie
Der neue Aktionsplan der Europäischen Kommission für eine Kreislaufwirtschaft Green Deal, die neue europäische Industriestrategie sowie die im Oktober 2020 vorgestellte Chemikalienstrategie für Nachhaltigkeit sind ehrgeizige Pläne, um eine nachhaltige, faire und inklusive Wirtschaft in der Europäischen Union zu erreichen. Diese Strategien verlangen, dass jedes neue Material oder Produkt nicht nur funktional und kosteneffizient, sondern […]
WeiterlesenSpotlight November 2022: Wie Photonik aus der Natur bioinspirierte Designs hervorbringt
Die Wissenschaft hat sich schon immer die Natur als Vorbild genommen und sie imitiert. Schaut man sich den Bereich der Photonik an, also die Verwendung von optischen Technologien zur Informationsverarbeitung, Übertragung oder Speicherung, so sind die farbenfrohen Beispiele in der Tier- und Pflanzenwelt perfekte Grundladen für technische Anwendungen. Während Farben in der Natur entweder zur […]
WeiterlesenSpotlight Mai 2023: Zweifach Energie – essbare Batterien
Ein italienischer Forscherverbund berichtet über essbare Batterien, die elektrischen Strom liefern und als Nahrungsmittel verdaut werden und damit ein zweites Mal Energie liefern könnten. Was zunächst lustig klingt, hat einen ernsten Hintergrund, denn in der Medizin werden Stromquellen benötigt, die über den Verdauungstrakt transportiert werden und ggf. auch unbeabsichtigt im Körper verbleiben könnten, z.B. für […]
WeiterlesenSpotlight Oktober 2022: Die Diskussion um Titandioxid – wieso die aktuelle Gefährdungsklassifizierung der ECHA und der EFSA hinterfragt werden sollte
Titandioxid (TiO2) wurde aufgrund verschiedener Berichte und wissenschaftlicher Studien in diesem Jahr (2022) auch in Europa für den Gebrauch als Lebensmittelzusatzstoff mit dem Hinweis verboten, dass es möglicherweise krebserregend sein könnte. Obwohl seit dem Gebrauch dieses Materials in Mikro- aber auch Nanogröße in vielen Produkten (seit mehr als 80 Jahren in Farben als Weißpigment enthalten […]
Weiterlesen