Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Biotechnologische Innovation beim Recycling von Carbonfasern

06.05.2015

Die Forscher der Hohenstein Institute verfolgen mit der biotechnologischen Degradation eine vielversprechende neue Möglichkeit zum Recycling von Carbonfasern

Versuche an den Hohenstein Instituten zeigen, dass mit Hilfe der Biotechnologie ganz neue Möglichkeiten zur Wiederverwertung der wertvollen Carbonfasern entstehen können. Dazu setzen die Wissenschaftler im Team von Christin Glöckner mikrobiologische Systeme zum kontrollierten Abbau der Kunststoff-Matrix ein.


Mögliche Recyclingprozesse für CFK Materialien. Einen vielversprechenden Weg bieten biotechnologische Abbauprozesse

© Hohenstein Institute

Kaum eine andere Technologie bietet branchenübergreifend eine so rasante Entwicklung und enormes Potenzial wie die Ultraleicht-Technologie: Immer häufiger kommen dabei carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFK) als Material für die Produktion von Flugzeugen, Autos und Sportgeräten zum Einsatz. Bis zum Jahre 2020 wird laut Studie des Carbon Composites e.V. ein jährliches Wachstum von 17 % im Bereich der Verbundwerkstoffe erwartet.

Ein CFK besteht aus Carbonfasern, die in eine Matrix aus Kunststoff eingebettet sind und gehört zur Klasse der Verbundwerkstoffe. Die hohe Widerstandsfähigkeit sowie das geringe Gewicht sind die großen Vorteile von CFK, dem so genannten „schwarzen Gold“. Obwohl CFK mit Kilopreisen zwischen 25 – 30 € sehr teuer sind, fallen jährlich allein in Europa rund 3000 Tonnen CFK-Abfall an - ein enormer Verlust des wertvollen Rohstoffs Carbonfaser.

Bislang ist die Rückgewinnung der Carbonfasern problematisch. Das derzeit vorherrschende Recycling-Verfahren - ein mehrstufiges Pyrolyseverfahren - ist sehr energieintensiv und es lassen sich lediglich Carbon-Kurzfaserstapel zurückgewinnen. Zudem sind die bisher bekannten chemischen und mechanischen Recycling-Methoden sehr aufwändig.

Mit einem biotechnologischen Recycling möchten die Forscher der Hohenstein Institute einen vielversprechenden, alternativen Lösungsweg erarbeiten. Sie nutzen die Tatsache, dass bestimmte Mikroorganismen in der Lage sind chemische Stoffe, wie zum Beispiel Polyetherharze, durch biochemische Prozesse zu verstoffwechseln.

Nun konnten die Wissenschaftler einen ersten Erfolg verbuchen: Durch die geschickte Auswahl geeigneter Mikroorganismen erreichten sie erstmals einen Abbau der Kunststoffmatrix von CFK, die meistens aus Epoxidharz besteht. Die Kunststoffmatrix kann somit mikrobiologisch abgebaut werden und als Stoffwechselprodukt in den Stoffkreislauf übergehen. Dabei könnten die Carbonfasern zugleich schonend freigelegt und für die Wiederverarbeitung in neuen Produkten zurückgewonnen werden.

Es zeichnet sich ab, dass künftig auch Qualitätsanforderungen an Recyclingfasern definiert werden müssen, damit Unternehmen, die CFK-Materialien wertbeständig recyceln und gezielter auf die Anforderungen der weiterverarbeitenden Industrie reagieren. Eine nachhaltige Lösung zum optimalen Recycling von Carbonfasern könnte die vorgestellte Recycling-Methode der Hohenstein Forscher mit Hilfe der Biotechnologie sein.

Am 25. März 2015 fand in Stuttgart im Rahmen der Fachtagung „Composite Recycling“ ein erstes Treffen führender CFK Produzenten, Hersteller und Recycler statt, bei dem die Vorstellung von Recyclingmethoden zur Wiedergewinnung der wertvollen Carbonfasern im Mittelpunkt stand.

Dabei wurden Konzepte und Lösungsansätze rund um das Thema „Composite Recycling“ vorgestellt und Aspekte der Ökobilanzierung (Energieeffizienz, Emissionsreduktion, Kosten) diskutiert.

Es wurde festgehalten, dass zukünftig immer mehr End-of-Life Produkte entstehen, die einem Recyclingprozess zugeführt werden sollten, allerdings ist die Suche nach alternativen nachhaltigen Lösungen noch nicht abgeschlossen.

Im Zuge des Recyclings wurden auf der Stuttgarter Fachtagung auch neue Strategien zur Verarbeitung recycelter Fasern aufgezeigt, wie z.B. der Nasslegungsprozess der Carbonfaser-Papierherstellung oder der Extrudierung von Kurzstapelfasern in einer Polyamidgarn-Matrix.

Ansprechpartner:
Christin Glöckner
Hygiene, Umwelt und Medizin
Telefon: +49 7143 271 445
Fax: +49 7143 271 94 445
E-Mail: c.gloeckner@hohenstein.de
Homepage: www.hohenstein.de

Weitere Informationen:

http://www.hohenstein.de/de/inline/pressrelease_101440.xhtml?excludeId=101440

Andrea Höra | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Ökologie Umwelt- Naturschutz:

nachricht Online-Karten: Schweinswale und Seevögel in Nord- und Ostsee
15.12.2017 | Bundesamt für Naturschutz

nachricht Wie Brände die Tundra langfristig verändern
12.12.2017 | Gesellschaft für Ökologie e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Ökologie Umwelt- Naturschutz >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Immunsystem - Blutplättchen können mehr als bislang bekannt

LMU-Mediziner zeigen eine wichtige Funktion von Blutplättchen auf: Sie bewegen sich aktiv und interagieren mit Erregern.

Die aktive Rolle von Blutplättchen bei der Immunabwehr wurde bislang unterschätzt: Sie übernehmen mehr Funktionen als bekannt war. Das zeigt eine Studie von...

Im Focus: First-of-its-kind chemical oscillator offers new level of molecular control

DNA molecules that follow specific instructions could offer more precise molecular control of synthetic chemical systems, a discovery that opens the door for engineers to create molecular machines with new and complex behaviors.

Researchers have created chemical amplifiers and a chemical oscillator using a systematic method that has the potential to embed sophisticated circuit...

Im Focus: Nanostrukturen steuern Wärmetransport: Bayreuther Forscher entdecken Verfahren zur Wärmeregulierung

Der Forschergruppe von Prof. Dr. Markus Retsch an der Universität Bayreuth ist es erstmals gelungen, die von der Temperatur abhängige Wärmeleitfähigkeit mit Hilfe von polymeren Materialien präzise zu steuern. In der Zeitschrift Science Advances werden diese fortschrittlichen, zunächst für Laboruntersuchungen hergestellten Funktionsmaterialien beschrieben. Die hiermit gewonnenen Erkenntnisse sind von großer Relevanz für die Entwicklung neuer Konzepte zur Wärmedämmung.

Von Schmetterlingsflügeln zu neuen Funktionsmaterialien

Im Focus: Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erreichen mit neuer Speichertechnik für photonische Quantenbits Kohärenzzeiten, welche die weltweite...

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Call for Contributions: Tagung „Lehren und Lernen mit digitalen Medien“

15.12.2017 | Veranstaltungen

Die Stadt der Zukunft nachhaltig(er) gestalten: inter 3 stellt Projekte auf Konferenz vor

15.12.2017 | Veranstaltungen

Mit allen Sinnen! - Sensoren im Automobil

14.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weltrekord: Jülicher Forscher simulieren Quantencomputer mit 46 Qubits

15.12.2017 | Informationstechnologie

Wackelpudding mit Gedächtnis – Verlaufsvorhersage für handelsübliche Lacke

15.12.2017 | Verfahrenstechnologie

Forscher vereinfachen Installation und Programmierung von Robotersystemen

15.12.2017 | Energie und Elektrotechnik