Spotlight Juni 2023: Neues katalytisches Verfahren zur Rückgewinnung wichtiger Materialien aus Verbundwerkstoffen in einem einzigen Prozess

Home > 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.

 

Spotlight Juni 2023: Neues katalytisches Verfahren zur Rückgewinnung wichtiger Materialien aus Verbundwerkstoffen in einem einzigen Prozess

Weitere Spotlights


Spotlight August 2020: Der nanoGRAVUR Gruppierungsansatz

Spotlight August 2020: Der nanoGRAVUR Gruppierungsansatz

Im August möchten wir ein Paper des BMBF Projekts nanoGRAVUR vorstellen. nanoGRAVUR beschäftigte sich 2015-2018 mit der Gruppierung nanostrukturierter Materialien hinsichtlich Arbeits-, Verbraucher- und Umweltschutz und Risikominimierung. Dieser Ansatz wird nun von den Projektpartnern in diesem Paper beschrieben.

Weiterlesen

Spotlight März 2023: Wie kann Photovoltaik sicher und nachhaltig gestaltet werden?

Spotlight März 2023: Wie kann Photovoltaik sicher und nachhaltig gestaltet werden?

Herkömmliche Photovoltaik-Anlagen haben oft nur einen geringen Wirkungsgrad, d.h. nur ein Bruchteil der Sonnenenergie wird in elektrische Energie umgewandelt und nutzbar gemacht. Aus diesem Grund wird an innovativen Materialien geforscht, die die Energieausbeute deutlich erhöhen können und damit auch die Gewinnung von mehr elektrischer Energie aus regenerativen Quellen ermöglicht. Die meisten dieser Materialien enthalten jedoch […]

Weiterlesen

Spotlight November 2021: Sichere Materialien von Anfang an – Safe-by-Design in der Materialforschung betrachtet

Spotlight November 2021: Sichere Materialien von Anfang an – Safe-by-Design in der Materialforschung betrachtet

Neue nanoskalige Materialien überraschen uns immer wieder mit außergewöhnlichen chemischen, elektrischen, optischen und zahlreichen anderen Eigenschaften. Einige nanoskalige Materialien haben jedoch ein anderes toxikologisches Profil als das gleiche Material in ihrer grobkörnigen Erscheinungsform. Da Sicherheitsfragen heute in der Regel erst kurz vor der Markteinführung eines Produkts geklärt werden, kann es vorkommen, dass Forschungsgelder vergeudet werden, […]

Weiterlesen

Spotlight Februar 2021: Nanoobjekte im Corona-Impfstoff – wissenschaftlich korrekt?

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 […]

Weiterlesen

Skip to content