>
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 Dezember 2022: Mikroroboter zur Tumorbekämpfung
Wenn wir, das DaNa-Team als Betreiber der Website nanopartikel.info, von Nanobots, also nanometergroßen Maschinen schreiben, weisen wir darauf hin, dass diese Maschinen zur Science Fiction gehören, eventuell sogar eine Utopie – also nie realisierbar – bleiben werden. Im deutlich größeren Mikro-Maßstab sind aber kleine Maschinen denkbar, die bei der Therapie von Krankheiten, z.B. Krebs, helfen […]
WeiterlesenSpotlight Dezember 2020: Überdenken der Nanosicherheit – Teil II
Im Dezember möchten wir auf das small-Sonderheft: Überdenken der Nanosicherheit – Teil II aufmerksam machen. Im Spotlight Juli haben wir bereits den Teil I vorgestellt. Auch in dieser Sonderausgabe „Rethinking Nanosafety – Part II“ sind Forschungsarbeiten renommierter Wissenschaftler auf dem Gebiet der Nanosicherheitsforschung zu finden. Der erste Teil dieser Sonderausgaben erschien im Mai 2020, der […]
WeiterlesenSpotlight Juni 2021: Endotoxin – der Grund für falsch-positive Toxizitätsmessung bei Advanced Materials
Advanced Materials, aber auch vor allem Nanomaterialien, werden genau untersucht, ob sie biologische Effekte auslösen, die für Mensch und Umwelt schädlich sein können, bevor diese in Produkten eingesetzt werden. Auch solche Materialien, wie z.B. Titandioxid, das seit mehr als 50 Jahren in unterschiedlichsten Produkten Verwendung findet, gehört dazu. Eine sehr wichtige biologische Reaktion auf „Fremdstoffe“ […]
WeiterlesenSpotlight September 2020: Grundwassersanierung mit Carbo-Iron® – Risiko oder Nutzen?
Im September möchten wir ein Paper des BMBF Projekts Fe-Nanosit vorstellen. Das Projekt beschäftigte sich mit dem Einsatz von Eisen-haltigen Nanomaterialien in der Grund- und Abwassersanierung. Eine übergreifende Bewertung und Abwägung von Nutzen und möglichen, aus der Anwendung entstehenden Umweltrisiken wird nun von den Projektpartnern in diesem Paper beschrieben.
Weiterlesen