19. Dezember 2022

PROFACTOR: Zweites Leben für Faserverbundwerkstoffe

Faserverbundwerkstoffe – jene Materialien, aus denen zum Beispiel die mächtigen Rotorblätter einer Windkraftanlage bestehen – landen nach ihrer Lebensdauer fast immer auf einer Mülldeponie – ohne Aussicht auf deren Wiederverwertung. Das europäische Forschungsprojekt „MC4“ soll die großen Herausforderungen beim Recycling dieser Materialien lösen. Daran forschen insgesamt 15 europäische Firmen und Forschungseinrichtungen. Das 3-jährige Projekt mit einem Volumen von 7 Millionen Euro wird von PROFACTOR geleitet.

Faserverbundbauteile punkten mit niedrigem Gewicht und hoher Festigkeit. Sie sind in zahlreichen technischen Anwendungen – wie in der Luftfahrt, im Automobilbau oder bei Windkraftanlagen – unverzichtbar. Nach einer Lebensdauer von 15 bis 30 Jahren landen derzeit 98% des Materials auf einer Mülldeponie. Etwa 110.000 Tonnen Kohlefaserverbundwerkstoffe und 4,5 Millionen Tonnen Glasfaserverbundwerkstoff werden jährlich weltweit verbraucht. Die Auswirkungen auf die Umwelt sind nicht zu vernachlässigen.

Das Forschungsprojekt „MC4“ (Multi-level Circular Process Chain for Carbon and Glass Fibre Composites) soll die großen Herausforderungen bei der Wiederverwertung dieser Werkstoffe lösen und eine Kreislaufwirtschaft für Kohlenstoff- und Glasfaserverbundwerkstoffe ermöglichen. Zudem soll dadurch auch Europas Wettbewerbsposition gestärkt werden, um weniger von ausländischen Quellen abhängig zu sein.

Dabei werden unterschiedliche Ansätze verfolgt, da sich die Kosten des Primärmaterials erheblich unterscheiden. „Für die billigere Glasfaser sind die Möglichkeiten zur Wiederverwertung deutlich eingeschränkter als für die wesentlich teurere Kohlefaser“, erklärt Projektleiter Christian Eitzinger von PROFACTOR.

Für Kohlenstofffasern wird versucht, möglichst schonend die Faser chemisch vom Harz zu trennen und die wiedergewonnene Faser zu neuen Textilien zu verarbeiten. Eine besondere Rolle spielt dabei die Qualitätssicherung, die sicherstellen soll, dass das wiederverwertete Material auch für höherwertige Anwendungen genutzt werden kann. Neben PROFACTOR GmbH ist daran auch der Linzer Messsystemhersteller i-RED beteiligt, der mit spektroskopischen Methoden eine zuverlässige Harzerkennung etablieren soll – eine notwendige Voraussetzung für die effiziente Vorsortierung und damit für eine gezielte Steuerung der chemischen Trennprozesse.

Für Glasfaser wird versucht, den gesamten Verbund direkt weiter zu nutzen. Dabei kommen spezielle Harzsysteme zum Einsatz, die es erlauben, einen Bauteil am Ende seines (ersten) Lebens umzuformen und erneut an anderer Stelle einzusetzen.

Mit Hilfe einer angemessenen Qualitätseinstufung des wiedergewonnenen Materials wird MC4 eine Recyclingrate von ca. 60% innerhalb der Lieferketten möglich machen.

Fotos:© STFI/W Schmidt