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 Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer
20.10.2017 | Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg

nachricht Forscher untersuchen Pflanzenkohle als Basis für umweltfreundlichen Langzeitdünger
20.10.2017 | Eberhard Karls Universität Tübingen

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: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope

20.10.2017 | Förderungen Preise