Kategorie: Nachhaltigkeit und Umwelttechnik

Spannende Beiträge, informative Fachartikel und die neusten Entwicklungen aus dem Themengebiet Nachhaltigkeit und Umwelttechnik.

Bio-Flammschutz für Kunststoffe: Fraunhofer LBF erschließt neue Verwendungsmöglichkeiten für Lignin

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Verlauf der Wärmeabgaberaten von ABS, ABS mit 30 Gewichtsprozent Lignin und ABS mit 30 Gewichtsprozent phosphoryliertem Lignin.

Aus dem Papierrohstoff Holz muss doch mehr herauszuholen sein, dachten sich Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF. Hintergrund: Bei der Produktion von Papier aus Holz dreht sich alles um die Zellulose. Das ebenfalls darin enthaltene Lignin bleibt bislang weitgehend ungenutzt – bis zu 98 Prozent der bei der Papierherstellung anfallenden Menge werden zur Energiegewinnung eingesetzt. In Zeiten knapper werdender fossiler Ressourcen und steigender CO2-Ausstöße kommt das geradezu einer Verschwendung gleich. Denn heute gilt es, als Alternative zu erdölbasierten Rohstoffen, mehr Biomasse stofflich zu nutzen. In einem EU-geförderten Forschungsprojekt hat das Fraunhofer LBF nun eine neue Verwendungsmöglichkeit für Lignin aus der Papierherstellung entwickelt: Die Wissenschaftler haben Phosphor chemisch an das Lignin angebunden und können es nun als Flammschutz für Kunststoffe nutzen. Weiterlesen

Umweltschonend und effizient – Plasma ersetzt Lösemittel und Aufrauprozesse

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Autor: Inès A. Melamies, Fachjournalistin, Bad Honnef

Moderne Nutzfahrzeugaufbauten werden heute in ihrer Struktur vollständig verklebt, um eine höhere Eigenfestigkeit und eine bessere Beständigkeit der Verbindungen bei geringeren Produktionskosten sicherzustellen. Auch resultiert diese Fügemethode in einer höheren Nutzlast sowie in einer Gewichtsreduzierung der Aufbauten, aus der wiederum eine Kraftstoffeinsparung und eine damit einhergehende Verminderung den CO2 Ausstoß über die gesamte Lebensdauer eines LKWs folgt. Die an das Strukturkleben gestellten Anforderungen sind hoch und nur mit einer zuverlässigen Vorbehandlung zu erfüllen.

Von den diversen Methoden für die Reinigung und Aktivierung von Materialoberflächen ist der Einsatz von umwelt- und gesundheitsgefährdenden Nass-Chemikalien weit verbreitet. Dass es aber auch umweltfreundlich und darüber hinaus weit effizienter geht, zeigt das Beispiel des Kühlfahrzeugeherstellers Schmitz Cargobull.

Bild 1: Moderne Kühlkofferaufbauten werden heute strukturell verklebt. Bei Europas führendem Hersteller wird bei der Vorbehandlung der Sandwichpaneele vor ihrer Verklebung auf organische Lösemittel schon seit vielen Jahren verzichtet.
Foto: Schmitz Cargobull AG

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Recycling von carbonfaserverstärkten Kunststoffen

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Dr. Diana Freudendahl, Stefan Reschke, Dr. Ramona Langner

Der Leichtbau und die Entwicklung entsprechender Werkstoffe werden weiterhin stark vorangetrieben und ihre Anwendungsfelder nehmen stetig zu. Neben den Leichtmetallen sind hier vor allem Kunststoffe und faserverstärkte Kunststoffe (FVK) von Interesse. Aufgrund strenger rechtlicher Bestimmungen sowie ökologischer und ökonomischer Überlegungen wird dabei mittlerweile nicht mehr nur die Herstellung der Materialien betrachtet, sondern zunehmend bereits vor deren Einsatz auch ihr Verbleib nach Lebensende geklärt. Während viele Werkstoffe bereits gut recycelt werden können, stellen insbesondere die noch relativ jungen carbonfaserverstärkten Kunststoffe (CFK) eine Herausforderung dar. Verwertbare Abfälle fallen über den gesamten Produktentstehungs- und lebenszyklus an und die Herstellung der eingebetteten Carbonfasern ist sehr energie- und kostenintensiv, weshalb das Recycling auch ökonomisch sinnvoll ist. Hinzu kommt, dass die Deponierung stark reglementiert ist und die rechtlich geforderten Recyclingquoten bereits jetzt sehr hoch sind; für die Automobilbranche liegt sie beispielsweise bei 95%. Weiterlesen

Abwasser effektiv reinigen

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© Foto Fraunhofer IKTS
Keramik-Membranen des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme IKTS.

Wasser ist lebenswichtig – Abwässer müssen daher möglichst effizient gereinigt werden. Möglich machen das keramische Membranen. Forscher vom Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS in Hermsdorf konnten die Trenngrenze dieser Membranen nun deutlich herabsetzen und erstmals auch gelöste organische Moleküle mit einer Molaren Masse von nur 200 Dalton zuverlässig abfiltrieren. So lassen sich selbst Industrie-Abwässer effizient reinigen. Weiterlesen

Neue Bio-Flex Blends für heimkompostierbare Folien und Verpackungen

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Heimkompostierbar, dünn und dennoch reißfest sowie bis zu 40 % biobasiert – mit diesen Eigenschaften können z. B. Obst- und Gemüsebeutel aus den neuen Bio-Flex-Compounds von FKuR sogar die strengen Forderungen des französischen Energiewendegesetzes erfüllen; die linke Tüte ist aus dem transparenteren Bio-Flex FX 1803, die rechte aus dem reißfesteren Bio-Flex FX 1824.; Bild © FKuR

Der Biokunststoffspezialist FKuR hat neue Bio-Flex Compounds zur Herstellung dünnwandiger Folien entwickelt, die bei den geringen und wechselnden Temperaturen im Gartenkompost vollständig biologisch abbauen. Das belgische Unternehmen Vinçotte hat für diese Typen das ,OK Compost HOME‘ Zertifikat erteilt. Darüber hinaus erfüllen die meisten von ihnen auch die Vorgaben des Artikels 75 des französischen Energiewende-Gesetzes (Loi sur la transition énergétique). Im Einzelhandel verbietet dieser seit Januar 2017 auch die Nutzung von Plastikbeuteln für Obst und Gemüse sowie an der Käse, Fleisch- und Fischtheke. Tüten aus Biokunststoffen sind davon ausgenommen, wenn sie heimkompostierbar sind und einen Mindestanteil von 30 % (ab 2025 60 %) an nachwachsenden Rohstoffen aufweisen. Weiterlesen

„Ressourceneffiziente Entwicklung von thermisch hochbelastbaren Motorkomponenten aus hybriden Werkstoffverbunden – Experimentelle & numerische Analyse“

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Landgrebe D., Krüger L., Schubert N., Jentsch E., Lehnert T.

Abstrakt

Anforderungen an Umwelt- und Klimaschutz, wachsender Energiebedarf, steigende Energiekosten sowie die Erhöhung der Sicherheit bilden den Ausgangspunkt für Forschungstätigkeiten im maritimen Sektor. Im Rahmen des Verbundprojektes »INKOV – Entwicklung innovativer Kolben- und Ventillösungen mit Werkstoffverbunden in Schiffsmotoren« werden metallische Werkstoffverbunde entwickelt und untersucht, durch deren Einsatz in schwerölbetriebenen Großmotoren Stickoxid-Emissionen reduziert werden sollen. Weiterlesen

Vom Phosphorrezyklat zum intelligenten langzeitverfügbaren Düngemittel – Projektstart

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Phosphatdünger aus Klärschlammasche herzustellen ist Ziel des vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) geförderten Forschungsprojektes PRiL. Dabei wird auf der Basis des biochemischen P-bac-Verfahrens rückgewonnene Phosphat zu einem marktfähigen Düngemittel weiterentwickelt. Ein besonderes Augenmerk liegt zudem auf der Wiederverwertbarkeit der im Verfahren entstehenden Reststoffe.

Phosphor ist ein elementarer Bestandteil allen Lebens: Menschliche, tierische und pflanzliche Organismen brauchen Phosphor, um existieren zu können, er ist Bestandteil der DNA. Weiterlesen

Biologisch abbaubare Verpackung

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© Foto Fraunhofer UMSICHT Schematische Darstellung: Verfahren zur Herstellung eines Schaumformteils.

© Foto Fraunhofer UMSICHT
Schematische Darstellung: Verfahren zur Herstellung eines Schaumformteils.

Dank eines neuen Verarbeitungsprozesses können schaumfähige Partikel auf Basis nachwachsender Rohstoffe zu individuellen Formteilen, z. B. für den Einsatz als Verpackungsmaterial, verarbeitet werden. Die Formteile sind nach Gebrauch kompostierbar.

Partikelschäume werden aufgrund ihrer Produkteigenschaften – leicht, isolierend, passgenau – u. a. in den Bereichen Automotive, Logistik und Verpackung eingesetzt. Konventionelle Schäume aus z. B.  EPS (expandiertem Polystyrol) und EPP (expandiertem Polypropylen) basieren auf fossilen Ausgangsmaterialien und werden in Formteilautomaten mithilfe von Wasserdampf und der Wirkung von Temperatur und Druck hergestellt. Fraunhofer UMSICHT hat gemeinsam mit den Projektpartnern Loick Biowertstoff GmbH, Storopack Deutschland GmbH & Co. KG sowie dem Institut für Lebensmittel- und Umweltforschung ILU e. V. eine Alternative entwickelt, die im Wesentlichen aus Pflanzenstärke und Wasser besteht. Weitere Additive können die Rezeptur ergänzen. Weiterlesen

RAMPF: Weniger fossile, mehr nachwachsende Rohstoffe

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Zug-, Druck- und Biegefestigkeit sind mehr als konkurrenzfähig: ligninbasierte Polyurethan-Weichschäume, Polyurethan-Hartschäume und Polyurethan-Gießmassen (inklusive Referenzmaterial) entwickelt und hergestellt von RAMPF.

Zug-, Druck- und Biegefestigkeit sind mehr als konkurrenzfähig: ligninbasierte Polyurethan-Weichschäume, Polyurethan-Hartschäume und Polyurethan-Gießmassen (inklusive Referenzmaterial) entwickelt und hergestellt von RAMPF.

Unternehmensgruppe erforscht den Einsatz von Lignin in verschiedenen Polyurethananwendungen

Das vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) initiierte Projekt „Pro Lignin“ hat die Substitution von fossilen Rohstoffen durch industriell erhältliche Lignin-Reststoffe für die Herstellung hochwertiger Kunststoffe erforscht. Im Rahmen dieses Projektes arbeiteten RAMPF Polymer Solutions und RAMPF Eco Solutions daran, den Anteil des Biokunststoffes in verschiedenen Polyurethananwendungen zu erhöhen – mit Erfolg. Weiterlesen

Weltweit erste elektrische Autofähre geht in Norwegen in Betrieb

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Die von Siemens in Kooperation mit dem Schiffbauer Fjellstrand ausgestattete weltweit erste elektrische Auto- und Passagierfähre wurde in Betrieb genommen. Mit ihren drei Batteriepaketen, eines an Bord und eines in jedem Hafen, fährt sie vollständig emissionsfrei.

Die von Siemens in Kooperation mit dem Schiffbauer Fjellstrand ausgestattete weltweit erste elektrische Auto- und Passagierfähre wurde in Betrieb genommen. Mit ihren drei Batteriepaketen, eines an Bord und eines in jedem Hafen, fährt sie vollständig emissionsfrei.

In Norwegen wurde die weltweit erste batterieelektrische Auto- und Passagierfähre in Betrieb genommen. Ihr Verbrauch liegt pro Strecke bei lediglich 150 kWh, so viel wie ein norwegischer Standardhaushalt in drei Tagen benötigt. Siemens hat für diese Zusammenarbeit mit dem Schiffbauer Fjellstrand das komplette elektrische Antriebssystem sowie Ladestationen mit Lithium‑Ionen‑Batterien geliefert, die mit Strom, der aus Wasserkraft gewonnen wird, geladen werden. Durch den Wechsel zum Batterieantrieb senkt der Schiffseigner Norled die Treibstoffkosten um bis zu 60 Prozent. Die Norled‑Fähre zählt als Meilenstein auf dem Weg hin zum Betrieb von vollständig emissionsfreien Fähren entlang Norwegens langer Küste, wobei momentan auf mindestens 50 weiteren Strecken batteriebetriebene Schiffe eingesetzt werden könnten. Weiterlesen