>
Spotlight Juni 2023: Neues katalytisches Verfahren zur Rückgewinnung wichtiger Materialien aus Verbundwerkstoffen in einem einzigen Prozess
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 Februar 2021: Nanoobjekte im Corona-Impfstoff – wissenschaftlich korrekt?
Die COVID-19 Pandemie ruft die unterschiedlichsten Reaktionen bei uns Menschen hervor, so auch im Internet (z.B. https://www.springermedizin.de/covid-19/allergien-und-intoleranzreaktionen/schwere-allergische-reaktionen-nach-covid-19-impfung-mit-dem-imp/18696458) und in den sozialen Netzwerken. Ohne uns Verschwörungstheorien wie „5G-NanoChip im Covid-Impfstoff“ zu eigen machen zu wollen, sind Meldungen über „Nanopartikel im Impfstoff lösen Allergien aus“ durchaus Nachrichten, die man wissenschaftlich betrachten sollte. Der 5G-Chip, dessen Plan im […]
WeiterlesenSpotlight März 2022: Sichere Materialien von Anfang an – Das Safe-by-Design-Konzept im Praxistest
In den letzten Jahrzehnten ist die deutsche Forschung zu Nanomaterialien und neuen, innovativen Materialien weiträumig um Materialsicherheitsaspekte erweitert worden. Auch europäische Initiativen legen einen großen Wert darauf: Sowohl der Green Deal der Europäischen Union (EU) , als auch die Chemikalienstrategie für Nachhaltigkeit (CSS) zielen darauf ab, eine nachhaltige, klimaneutrale Wirtschaft mit nachhaltigen und sicheren Chemikalien […]
WeiterlesenSpotlight August 2023: Von den Grundsätzen zur Realität. Die Umsetzung von FAIR in der Nanosicherheits-Community
Im Spotlight August 2023 stellen wir ein Paper vor, das sich mit der Umsetzung von FAIR (Findability, Accessibility, Interoperability and Reusability) Data in der Nanosicherheitsforschung befasst. Die Autoren stellen das neue AdvancedNano GO FAIR Implementation Network vor (siehe auch https://www.go-fair.org/implementation-networks/overview/advancednano/), das im Rahmen der GO FAIR initiative etabliert wurde. Das Paper geht auf die Herausforderungen […]
WeiterlesenSpotlight April 2022: Eine neue Risikobewertung von Nanomaterialien beim 3D Druck ist notwendig
Die Verwendung von Nanomaterialien im 3D Druck hat großes Potential. Aufgrund der Eigenschaften von nanoskaligen Materialien können viele Anforderung im 3D Druck umgesetzt werden. Diese einzigartigen, auf der Größe der Teilchen basierenden Eigenschaften führen jedoch auch dazu, dass neue Risikobewertungen vorgenommen werden müssen. Denn werden die Nanopartikel im Druckprozess oder anschließen aus dem fertigen Produkt […]
Weiterlesen