Verfahrenstechnologie

… in kontaminiertem Wasser und Abwasser. Aufgrund ihrer besonderen physikalisch-chemischen Eigenschaften sind Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) in vielen zukunftsrelevanten Technologien, aber auch Alltagsprodukten essenziell. Die hohe Stabilität der Verbindungen und ihre allgegenwärtige Verbreitung bergen jedoch Gefahren für Mensch und Umwelt. Die EU plant daher ein Herstellungs- und Einsatzverbot. Im Rahmen eines Informationsaustauschs besuchte NRW-Umweltminister Oliver Krischer die Cornelsen Umwelttechnologie GmbH, um über die künftigen Herausforderungen bei der Beseitigung von PFAS und im Speziellen über die am Fraunhofer UMSICHT mitentwickelte Aufbereitungstechnologie…

Wasserstoff aus der Elektrolyse mit erneuerbaren Energien gilt als Schlüsselelement der Energiewende. Mittels Katalysatoren wird Wasser in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff gespalten. Für die elektrochemische Reaktion sind Edelmetalle wie Platin, Iridium oder Ruthenium als Katalysatoren notwendig. Wie das Recycling dieser Metalle verbessert werden kann, prüfte ein europäisches Forschungsprojekt mit Beteiligung der TU Bergakademie Freiberg seit drei Jahren. „Da die teuren Edelmetalle in Elektrolysezellen noch nicht vollständig durch andere ähnlich effiziente Materialien ersetzt werden können, besteht die Herausforderung, sie verlustfrei…

Aus Polystyrolabfällen lassen sich wertvolle chemische Bausteine rückgewinnen. Polystyrol, der Grundstoff für Plastikgeschirr und Schäume, ist eines der am meisten verwendeten Polymere, kann aber bislang kaum recycelt werden. Ein amerikanisches Forschungsteam stellt nun in der Zeitschrift Angewandte Chemie einen thermochemischen Recyclingansatz vor, bei dem aus Polystyrol in nur zwei Prozessschritten hochwertige Grundchemikalien hergestellt werden. Vor allem Pack- und Dämmstoffe könnten somit in eine echte chemische Kreislaufwirtschaft rückgeführt werden. Mit der neuen „Degradation-Upcycling“-Technik (kurz: „Deg-Up“) könne aus Polystyrolabfällen eine Bibliothek aus…

Forschungsprojekt zum mechanischen Recycling startet. 550.000 Euro für ein Projekt zur Wiederaufbereitung von faserverstärkten Kunststoffen am Institut für Kunststoff- und Kreislauftechnik. Gut für die Umwelt, aber schwer zu entsorgen: Windenergieanlagen halten im Schnitt 20 Jahre, dann müssen sie ersetzt werden. Das Recycling alter Anlagen gestaltet sich jedoch schwierig. Insbesondere die Rotorblätter stellen aufgrund ihrer Materialzusammensetzung aus faserverstärkten Kunststoffen ein Problem da. Auch andere kunststoffbasierte Abfälle, wie etwa Kofferraumabdeckungen aus Autos sowie kleinere Teile, beispielsweise aus Gesundheits- und Pharmaanwendungen sowie elektrischen…

Das Forschungsprojekt ReKath – Reaktivierung von NMC Kathodenmaterial untersucht unter der Leitung von Prof. Dr. Stephan Appel, wie Kathodenmaterial von Lithium-Ionen-Batterien energiesparend, wirtschaftlich und einfach recycelt werden kann. Sie sind millionenfach, in allen Größen und in den unterschiedlichsten elektronischen Geräten zu finden – Lithium-Ionen-Batterien. Sie sind leistungsfähig und können eine hohe Anzahl an Ladezyklen überstehen. Der Bedarf nach Batterien ist hoch. Doch was geschieht mit den Akkus, wenn sie ausgetauscht werden müssen? Wie können die verwendeten Rohstoffe effizient recycelt werden?…

LZH forscht an Laserverfahren für umformbare Hybridbauteile. Teure Werkstoffe an Hochleistungsbauteilen nur dort einsetzen, wo sie wirklich gebraucht werden: Das ist die Vision des Sonderforschungsbereichs SFB 1153 „Tailored Forming“. Wissenschaftler:innen des Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) forschen dazu an zwei laserbasierten Verfahren. Das LZH fertigt hybride Halbzeuge mittels Laser-Auftragschweißen im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 1153 „Tailored Forming“. Foto: LZH Hybridhalbzeuge können in der Produktion Material und Kosten sparen, wenn nur genau die Stellen eines Bauteils aus einem hochpreisigen Werkstoff gefertigt werden,…

Einsatz neuartiger Werkzeugkonzepte ermöglicht ökonomische und ökologische Kostensenkung in der Schwerzerspanung. Der Einsatz von Kühlschmierstoffen (KSS) ist bei der Fräsbearbeitung anspruchsvoller, schwer zerspanbarer Werkstoffe und Bauteile, wie Luftfahrt-Strukturbauteilen aus Titanlegierungen, unerlässlich. Die produktive Fräsbearbeitung unter Einsatz von KSS bei teils hohen Zufuhrdrücken stellt das produzierende Gewerbe vor große Herausforderungen zur Reduktion ökonomischer sowie ökologischer Kosten. Insbesondere die Steigerung der Werkzeugstandzeit sowie die Reduktion des notwendigen KSS-Einsatzes können hier einen wesentlichen Beitrag zu einer nachhaltigen, ressourcenschonenden und wettbewerbsfähigen Fertigung am Standort…

Große Flächen schneller und kostengünstiger funktionalisieren. Das Laserstrukturieren gehört zu den präzisesten und umweltschonendsten Technologien zur Funktionalisierung von Oberflächen – jedoch ist es bei großen Flächen für viele Unternehmen noch zu teuer. Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT hat die Voraussetzungen dafür geschaffen, große, glänzende Oberflächen metallischer Bauteile mithilfe eines herkömmlichen Industrieroboters hochpräzise zu strukturieren. Die enormen Datenmengen, die in der konventionellen Bahnplanung entstehen, reduzierten die Aachener Forscherinnen und Forscher durch den Einsatz Prozeduraler Strukturen. Verifiziert werden die neuen Methoden anhand…

Ein neues Verfahren zur Reinigung von Transportbändern in der Lebensmittelproduktion kann die bisher üblichen Desinfektionschemikalien ersetzen: Plasmabehandeltes Wasser ist rückstandsfrei einsetzbar und wirkt bei kürzerer Einwirkzeit effizient gegen mikrobielle Kontamination. Die Ergebnisse wurden vor Kurzem im Fachblatt Innovative Food Science and Emerging Technologies veröffentlicht. Mikrobielle Verunreinigungen können entlang der gesamten Wertschöpfungskette von Lebensmitteln auftreten. Um Gesundheitsrisiken für Verbraucher zu minimieren, müssen die Produktionsprozesse entlang der gesamten Verarbeitungskette sicher durchgeführt werden. Üblich ist es daher, Förderbänder beispielsweise in der Gemüse- oder…

Nanometerfeine Strukturen aus Quarzglas, die sich direkt auf Halbleiterchips drucken lassen, erzeugt ein am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entwickeltes Verfahren. Ein hybrides organisch-anorganisches Polymerharz dient als Ausgangsmaterial für den 3D-Druck von Siliziumdioxid. Da das Verfahren ohne Sintern auskommt, sind die dazu erforderlichen Temperaturen deutlich niedriger. Zugleich ermöglicht eine höhere Auflösung Nanophotonik mit sichtbarem Licht. Das Forschungsteam berichtet in der Zeitschrift Science. (DOI: 10.1126/science.abq3037) Das Drucken von aus reinem Siliziumdioxid bestehendem Quarzglas in mikro- und nanometerfeinen Strukturen eröffnet neue Möglichkeiten…

– Süßer Code per Laserdruck. Ein Forscherteam vom Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung (MPIKG) hat eine Methode entwickelt, die Produktfälschung zukünftig erschweren könnte. Mit diesem neuen, patentierten Verfahren ist es möglich, einzigartige, nicht kopierbare Fluoreszenzmuster schnell, umweltfreundlich und preiswert zu erzeugen. Durch Fälschungen von Elektronik, Zertifikaten oder Medikamenten entstehen jährlich weltweit wirtschaftliche Verluste in Milliardenhöhe. Schätzungen des EU-Statusberichts über Rechtsverletzungen (EQUIPO, 2019) zufolge betragen die Umsatzeinbußen der europäischen Pharmaindustrie, die jährlich durch gefälschte Medikamente entstehen, rund 9,6 Milliarden Euro. Laut…

Emissionsarm und energieeffizient – Das Industriematerial Siliciumcarbid ist für viele Anwendungen begehrt. Das extrem harte und hitzebeständige Material wird beispielsweise für feuerfeste Komponenten oder für Halbleiter verwendet. Doch die Herstellung ist energieintensiv und emittiert viel Kohlendioxid. Zudem fallen große Mengen an Neben- und Abfallprodukten an. Forschende des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme IKTS haben mit RECOSiC© ein besonders umweltfreundliches Recycling-Verfahren entwickelt, das diese Neben- und Abfallprodukte wieder in hochwertiges Siliciumcarbid verwandelt. Das neuartige Verfahren verbessert die Ausbeute und reduziert…

Ein Pollen mit darin enthaltenem Nanoschaum oder die faszinierenden geometrischen Strukturen im Inneren einer Kieselalge: Mit einer innovativen Technik ist es einem Team um die DESY-Forscherin Saša Bajt und den DESY-Forscher Henry Chapman an DESYs brillanter Röntgenstrahlungsquelle PETRA III gelungen, winzige biologische Proben zu durchleuchten, ohne sie zu beschädigen. Das neuartige Verfahren liefert hochauflösende Röntgenbilder von getrocknetem biologischem Material, das zuvor weder eingefroren noch beschichtet oder anderweitig verändert werden muss, wie das Team im Fachblatt „Light: Science & Application“ berichtet….

… in Form einer Pille findet Schwachstellen in Maschinen und Menschen. Zur Fehleridentifikation einfach eine Pille einwerfen – das haben Forschende am Fraunhofer IZM in Kooperation mit Micro Systems Technologies (MST) und der Sensry GmbH Realität werden lassen. So klein wie ein Bonbon kann der wasserdichte IoT-Sensor die Eigenschaften von Flüssigkeiten auch an schwer zugänglichen Orten zuverlässig messen. Das kann die Wartung von Industriemaschinen deutlich erleichtern und sogar bei der Identifikation von Krankheiten helfen. Je größer eine Industriemaschine, desto schwieriger…

Mechanisch getriebene Reaktionen laufen komplett ohne Lösungsmittel ab. Dieses nachhaltige Verfahren soll nun marktreif werden. Würden Reaktionen für die chemische Industrie ohne Lösungsmittel stattfinden, könnte man eine enorme Menge an umweltschädlichen oder gar giftigen Abfällen sparen. Prof. Dr. Lars Borchardt hat gezeigt, wie das geht: Er realisiert mit seinem Team mechanisch getriebene Reaktionen in katalytisch beschichteten Kugelmühlen. Um diese sogenannte direkte Mechanokatalyse marktfähig zu machen, muss sie in großem Maßstab und kontinuierlich funktionieren. Für seine Arbeiten daran erhält der Chemiker…

Am Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP in Leuna haben Vertreter aus Politik, Forschung und Wirtschaft eine neuartige Pilotanlage zur schonenden Verarbeitung von Rapssaat eingeweiht, um die stoffliche Wertschöpfung von Raps zu steigern. Nach dem Prinzip einer Bioraffinerie liefert sie nicht nur hochwertiges Rapsöl in Vorraffinat-Qualität, sondern auch ein an hochwertigen Proteinen reiches Rapskernkonzentrat, in Ethanol gelöste sekundäre Pflanzenstoffe sowie Rapsschalen als weitere Produkte. Die Anlage wurde im Rahmen des vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft geförderten Verbundprojekts EthaNa gebaut. Raps…