Im Zuge der Energiewende steigt der Bedarf an Kohlenstoff-haltigen Funktionsmaterialien, insbesondere als Batterierohstoff im Bereich der Elektromobilität. Reststoffe aus der Kunststoffproduktion oder -verarbeitung können zukünftig zur Herstellung von Kohlenstoff-haltigen Funktionsmaterialien dienen. Hauptziel des Verbundvorhabens CarbonCycle sind der Machbarkeitsnachweis der Herstellung von Kohlenstoff-haltigen Funktionsmaterialien aus Kunststoffrestfraktionen mittels Hochtemperatur(HT)-Drehrohrthermolyse sowohl im Labor- als auch Technikumsmaßstab und die Bewertung der erzeugten Kohlenstoffmaterialien hinsichtlich ihrer Eignung als Batterierohstoff. Zu diesem Zweck sollen nicht nur definierte Kunststoffreste aus der Kunststoffindustrie eingesetzt, sondern auch eine Fahrweise mit Prozesstemperaturen bis ca. 900 °C realisiert werden. Die hohen Temperaturen begünstigen die Ausbeute und Beschaffenheit des Sekundär-Kohlenstoffs. Der zirkuläre und innovative Technologieansatz leistet nicht nur einen wichtigen Beitrag zur Ressourcenautonomie und der Abkehr von der linearen 'take-make-waste' Wegwerfgesellschaft, sondern auch zur Minderung von CO2-Emissionen Das Teilvorhaben von Akkodis fokussiert neben der Verifizierung von thermo-mechanischen Auslegungsdaten durch den Versuchsbetrieb auch in der Erfassung der gegenseitigen prozesstechnischen Abhängigkeiten innerhalb des Drehrohrofens. Daher ist ein umfangreiche Begleitung bei den Versuchen vorgesehen, um die eigenen Verfahrensingenieure weiter zu bilden und die spätere Verfahrensführung zu verfeinern. Dazu soll die Thematik der Kältebrücken vollumfänglich konstruktiv berücksichtigt werden, damit es an kalten Gehäusewände (Eintrags- und Austragsbereich) nicht zu ungewollten Kondensationen kommt, die die Versuchsergebnisse u.a. durch Cross-Kontaminationen wie bei den bekannten marktüblichen Laboröfen verfälschen. Hier durch sollen ältere Forschungsergebnisse verifiziert bzw. korrigiert werden.
Im Zuge der Energiewende steigt der Bedarf an Kohlenstoff-haltigen Funktionsmaterialien, insbesondere als Batterierohstoff im Bereich der Elektromobilität. Reststoffe aus der Kunststoffproduktion oder -verarbeitung können zukünftig zur Herstellung von Kohlenstoff-haltigen Funktionsmaterialien dienen. Hauptziel des Verbundvorhabens CarbonCycle sind der Machbarkeitsnachweis der Herstellung von Kohlenstoff-haltigen Funktionsmaterialien aus Kunststoffrestfraktionen mittels Hochtemperatur(HT)-Drehrohrthermolyse sowohl im Labor- als auch Technikumsmaßstab und die Bewertung der erzeugten Kohlenstoffmaterialien hinsichtlich ihrer Eignung als Batterierohstoff. Zu diesem Zweck sollen nicht nur definierte Kunststoffreste aus der Kunststoffindustrie eingesetzt, sondern auch eine Fahrweise mit Prozesstemperaturen bis ca. 900 °C realisiert werden. Die hohen Temperaturen begünstigen die Ausbeute und Beschaffenheit des Sekundär-Kohlenstoffs. Der zirkuläre und innovative Technologieansatz leistet nicht nur einen wichtigen Beitrag zur Ressourcenautonomie und der Abkehr von der linearen 'take-make-waste' Wegwerfgesellschaft, sondern auch zur Minderung von CO2-Emissionen. Das Teilvorhaben des ZSW fokussiert sowohl auf die Verifizierung geeigneter HT-Drehrohrthermolysebedingungen als auch auf die Bewertung der erzeugten Kohlenstoff-haltigen Funktionsmaterialien hinsichtlich ihrer Eignung als Ausgangsstoff für Elektrodenmaterialien zur Fertigung von Batteriezellen. Die Prozess-Verifizierung mit in Frage kommenden Kunststoffproduktionsresten erfolgt in einem Laborofensystem sowie im Technikum. Es werden Testkampagnen an einem HT-Drehrohrthermolysedemonstrator mit einem kontinuierlichen Materialdurchsatz von bis zu 5 kg pro Stunde realisiert. Aufbauend auf Begleitanalysen sollen geeignete Kohlenstoffmaterialien mittels Graphitisierungsversuchen für den Einbau in einer Batterie vorbereitet werden sowie ein Batterie-Einzeller mit wenigen Quadratzentimeter gefertigt und getestet werden.