Alt macht Neu: Rohstoffe sparen mit Recycling 2.0

Große Müllhalde: In ihr lagern Rohstoffschätze Foto: Wikimedia CC2.0/J. McIntosh

Wider besseren Wissens beuten die Menschen die Erde immer radikaler aus: 70 Milliarden Tonnen Rohstoffe buddeln sie pro Jahr aus dem Planeten. „Das ist doppelt soviel wie Ende der 1970er Jahre“, bilanzieren Wissenschaftler eines Projekts der Fraunhofer Gesellschaft und urteilen: „Tendenz weiter steigend – und das bei endlichen Ressourcen.“

Beim Übermorgen-Projekt Molecular Sorting arbeiten die Fraunhofer-Forscher an der Kreislaufwirtschaft der nächsten Generation. Ihre Ergebnisse stellen sie bei der Rohstoff- und Entsorger-Messe IFAT in München aus.

Etwa 200 Kilogramm Rohstoffe pro Kopf und Tag verbraucht Deutschland laut Umweltbundesamt (UBA). „Damit stehen wir weltweit an der Spitze“, betonen die Wissenschaftler: „Das schadet nicht nur der Umwelt – es ist auch gefährlich für unsere internationale Wettbewerbsfähigkeit.“

 

Forscher stellen Methoden für „Recycling 2.0“ auf der IFAT vor

 

Als rohstoffarmes Land müsse Deutschland auf einen besonders schonenden Umgang mit Ressourcen setzen, so die Wissenschaftler der Fraunhofer Gesellschaft. Neue und effiziente Recyclingverfahren seien eine Möglichkeit, sich unabhängiger zu machen vom Import teurer und knapper Rohstoffe. Auf der IFAT stellen sie daher wichtige Grundlagen für das konsequente Wiederverwerten und ein Produktion in Kreisläufen in ihrem Projekt Molecular Sorting for Resource Efficiency vor: Methoden, die das Wiederverwerten von Edelmetallen, Seltenen Erden, Glas, Holz, Beton oder Phosphor ermöglichen. „Die Trennprozesse erfolgen dabei erstmals auf der kleinsten erforderlichen Stufe“, erklärt Jörg Woidasky vom Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT in Pfinztal, „wir gehen bis auf die molekulare oder sogar atomare Ebene hinab.“

Ein Beispiel ist die mikrobielle Erzlaugung, die am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart zur Anwendungsreife entwickelt wird. Damit lassen sich auch kleine Mengen Edelmetall oder seltenen Erden wiedergewinnen. Die Forscher nutzen Mikroorganismen, um unlösliche Metallverbindungen in Erzen, in Verbrennungsschlacken oder in Althölzern, die mit Metallsalzen getränkt wurden, in wasserlösliche Salze umzuwandeln. Die gelösten Metalle lassen sich anschließend mit speziellen Polymeren binden und so selektiv aus der Lösung entfernen.

 

 

Müll in der Landschaft: Vergeudete Rohstoffe Foto: Wikimedia CC/GNU 1.2/Mbdortmund

Klares Glas für neue Photovoltaikanlagen

 

Experten vom Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC in Würzburg arbeiten an einem Verfahren, um aus altem Flachglas hochwertiges, Farbstoff freies Glas zu gewinnen. Ultra-Weißglas nämlich ermöglicht eine maximale Lichtdurchlässigkeit und wird deshalb etwa in der Photovoltaik, in Glasfaserkabeln, oder Displays eingesetzt. Sind Fremd-Atome – etwa Eisen – im Glas, sinkt seine Durchlässigkeit. „Die Wachstumsdynamik gerade in der Photovoltaik ist so groß, dass weder die natürlichen Eisen freien Rohstoffquellen, noch die Recyclingmenge etwa von 'ausgedienten' PV-Modulen ausreichen, um den Bedarf an hochtransparentem Flachglas der kommenden Jahrzehnte zu decken“, sagt Dr. Jürgen Meinhardt vom ISC.

Eine alternative Rohstoffquelle könnte konventionelles Flachglas sein. Allerdings ist der Eisengehalt des Glases zu hoch. Die Forscher entwickeln daher ein Verfahren, mit dem sie Eisenatome direkt aus der flüssigen rund 1.500 Grad Celsius heißen Schmelze herausholen.

 

Altholz weiter nutzen, Beton recyceln

 

Holzrecycling: Nur ein Drittel der jährlich etwa acht Millionen Tonnen Holzabfälle nutzen wir weiter. Ein Grund für die geringe Wiederverwertungsquote ist die Altholzverordnung. Sie schreibt vor, dass mit halogenorganischen Verbindungen beschichtetes Material oder mit Holzschutzmitteln behandeltes Holz nicht oder nur sehr eingeschränkt wieder verwendet werden darf. Neue Trenntechniken auf molekularer Ebene sollen hier Abhilfe schaffen, ohne den Vorsorge-Gedanken der Altholzverordnung zu gefährden.

Auch mehrere Millionen Tonnen Bauschutt fallen jährlich an: Ein Verfahren zur Wiederverwertung von Beton existiert aber noch nicht. Das wollen Forscher des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik IBP in Holzkirchen ändern. Sie setzen auf die „elektrodynamische Fragmentierung“ und jagen ultrakurze Blitze durch den Beton. So gelingt es, den Beton in seine Einzelbestandteile – Kies und Zementstein – zu zerlegen. Ein erster Schritt in Richtung Recycling.

Auch die Abgase von Müllverbrennungsanlagen enthalten Rohstoffe. Um diese anzureichern, entwickeln die Forscher des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme IKTS in Dresden spezielle keramische Filter. Sie sollen bestimmte Inhaltsstoffe im Abgas bei Temperaturen von mehr als 850 Grad Celsius zunächst selektiv abscheiden, um sie wiederzugewinnen: beispielsweise Germanium, Zink und auch Phosphor.


red

 

 

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