Recycling

Effektive Wiederverwertung von Ressourcen für eine saubere Zukunft

Recycling

Identifikation, Bewertung und Sortierung von Wertstoffen

Die Verwertung von Abfall gehört zu den weltweit größten gesellschaftlichen Herausforderungen und Chancen unserer Zeit.

Neben Verpackungen und Biomasse stellen End-of-life- bzw. Post-Consumer-Abfälle (Schrott) und Produktionsabfälle einen erheblichen Anteil am Gesamtvolumen dar. Während beim gewöhnlichen Hausmüll (nach Abspaltung von größeren Metallteilen) die thermische Verwertung dominiert, bildet der Schrott der Industriegesellschaft eine interessante Quelle für sogenannte sekundäre Rohstoffe, weshalb in Analogie zum Bergbau der Begriff Urban Mining für die technische Rückgewinnung nutzbarer Materialien geprägt wurde.

Während der Wertstoffkreislauf für Glas, Papier und Stahl heute als weitgehend geschlossen angesehen werden darf, ist die hochwertige, sortenreine Rückgewinnung von Kunststoffen, seltenen Erden, Nichteisenmetallen und Bestandteilen von Verbundwerkstoffen wie faserverstärkten Kunststoffen (CFK, GFK) nach wie vor äußerst schwierig und wenig erfolgreich. Oft findet daher eine minderwertige Weiternutzung, ein sogenanntes Downcycling, statt.

Darüber hinaus stellt der oft hohe Primärenergiebedarf und CO2-Ausstoß einen entscheidenden Faktor für die Wirtschaftlichkeit und bilanzierte Umweltfreundlichkeit des Recyclings dar.
 

Entwicklungsschwerpunkte

Im Zuge der sortenreinen Wiedergewinnung von Rohstoffen aus Schrott (vollständige oder zerkleinerte Baugruppen oder Verbundstoffe) werden neben energieeffizienten Techniken zur Aufspaltung der Verbunde neue Messprinzipien und Sensortech­niken benötigt, die eine verbesserte Materialidentifikation und -charakterisierung der Ein- und Ausgangsstoffe ermöglichen. Die Sensordaten und die daraus mittels maschinellem Lernen gewon­nenen Kennwerte liefern entscheidende Beiträge zur Auswahl optimaler Prozessparameter (z. B. in der Pyrolyse oder Solvolyse von CFK) und erlauben die Bewertung der Rezyklate hinsichtlich ihrer Materialidentität sowie ihrer mechanisch-technologischen Eigenschaften.

Die Randbedingungen der Recyclingprozesse erfordern dabei Berührungslosigkeit und hohe Messgeschwindigkeit, weshalb quasi-optische und akustische sowie akustoelastische Techniken Vorzüge für den Praxiseinsatz bieten.

 

Stichworte

Recycling, Urban Mining, Wertstoffe, Sekundärrohstoff

Extraktion und Identifikation faserspezifischer Fingerabdrücke für hochwertiges Recycling und nachhaltige Nutzung von CFK

Problem: Deponierverbot für CFK

Folge: CFK-Recycling = Downcycling

Fragen:
Rückverfolgbarkeit der Fasern beim Recycling?
Bestimmung der Materialeigenschaften?

Lösung: Am Fraunhofer IZFP wird die Identität (Faser | Matrix | Produkt) anhand physikalischer, nicht-klonbarer Funktionen ermittelt.

Daraus resultieren bekannte Eigenschaften und Rückverfolgbarkeit ohne Bedarf an gesonderten Markern für eine hochwertige Nutzung von Rezyklaten.