Die traceless materials GmbH ist ein Bioökonomie Start-up Unternehmen, das im Jahr 2020 als Ausgründung der TU Hamburg hervorgegangen ist. Das Hauptgeschäftsfeld stellt die Entwicklung und Produktion des traceless Materials (rückstandslos biologisch abbaubares Material) für den Kunststoffverarbeitungsmarkt dar. Erklärtes Ziel ist, einen messbaren Beitrag zur Lösung der weltweiten Verschmutzung durch Kunststoffe zu leisten.
Die traceless materials GmbH stellt mittels eines innovativen Verfahrens ein Material her, welches vergleichbare Eigenschaften wie Kunststoff besitzt. Es handelt sich dabei aber um eine neuartige Materialkategorie. Konventioneller Kunststoff wird in einem synthetischen Verfahren und zum Großteil aus fossilen Rohstoffen hergestellt. Der Rohstoff in diesem Projekt hingegen sind pflanzliche Reststoffe, welche nach der Extraktion der natürlichen Polymere noch als Futtermittel oder zur energetischen Verwertung genutzt werden können. Im Vorhaben soll eine Demonstrationsanlage mit einer Kapazität von mehreren Tausend Tonnen pro Jahr errichtet und betrieben werden. Im Herstellungsprozess des traceless Materials wird als Rohstoff ein pflanzlicher Reststoff verwendet, der als Nebenprodukt der industriellen Getreideverarbeitung anfällt. Mit einem zum Patent angemeldeten Verfahren werden daraus natürliche Polymere extrahiert und zu einem Granulat verarbeitet. Dieses Granulat kann mit gängigen Technologien der Kunststoffverarbeitung zu verschiedenen Produktanwendungen weiterverarbeitet werden, beispielsweise im Spritzguss oder der Extrusion.
Das hergestellte Material könnte z.B. zur Herstellung von Einwegverpackungen und -produkten, welche leicht in die Umwelt gelangen oder sich nicht recyceln lassen, eingesetzt werden und so zur Verbrauchsminderung fossiler Rohstoffe beitragen. Damit soll auch die Umweltverschmutzung zurückgehen, da das Material sich rückstandslos abbaut und nicht schädlich für Flora und Fauna ist, wenn es unsachgemäß in der Umwelt entsorgt werden sollte. Produkte, die aus dem Material hergestellt werden, sind entweder über den Restmüll oder bei Verpackungen über den gelben Sack/die gelbe Tonne/Wertstofftonne zu entsorgen. In beiden Fällen werden sie energetisch verwertet, da der Marktanteil für eine sortenreine Sammlung und mechanisches Recycling derzeit zu gering ist. Eine Entsorgung über die Bioabfallsammlung ist nicht zulässig, auch wenn das Material zertifiziert gartenkompostierbar ist. Bei einer Kompostierung würde auch der energetische Nutzen verloren gehen.
Bei einer jährlichen Produktionskapazität von mehreren Tausend Tonnen können nicht nur substantiell CO2-Emissionen und fossile Energieträger, sondern auch Wasser und Landressourcen eingespart werden.
Das Verfahren ist für eine Vielzahl von Unternehmen der Chemie- und Kunststoffindustrie übertragbar. Da das Material auf den gängigen Anlagen der kunststoffverarbeitenden Industrie eingesetzt werden kann, ist eine Übertragbarkeit ohne (hohen) Aufwand möglich. Weiterhin wird an der Übertragbarkeit dieses Verfahrens der Polymerextraktion auf andere Reststoffe von Getreide geforscht.
Zielsetzung:
In diesem Forschungsvorhaben soll ein neuartiges, recyceltes Aktivmaterial aus einer Stahllegierung für elektrische Maschinen (EMn) mithilfe eines innovativen, nachhaltigen Herstellungsverfahrens entwickelt werden. Die Grundidee des Projekts besteht darin, eine Recyclingroute für Blechpakete aus ausgemusterten Statoren und Rotoren von EMn sowie für den bei der Herstellung neuer Blechpakete anfallenden Blechschrott zu etablieren. Diese neue Recyclingroute zeichnet sich dadurch aus, dass die für neue EMn benötigten Statoren und Rotoren durch das Verpressen von Metallspänen hergestellt werden – anstelle des üblichen Weges über Verschrottung, Einschmelzen, Stranggießen sowie anschließendes Warm- und Kaltwalzen. Die Antragsteller verfolgen das Konzept, sämtlichen Schrott zu zerkleinern, die entstehenden Späne chemisch zu beschichten und anschließend durch ein Umformverfahren in die finale Geometrie von Stator- und/oder Rotorbauteilen zu verpressen. Das gepresste Bauteil kann dann als Aktivmaterial oder als Teil davon, z.?B. in einem EM oder in Transformatoren, eingesetzt werden.
Fazit:
Das gepresste Bauteil kann anschließend als Aktivmaterial oder als Teil davon verwendet werden, z.?B. in einer elektrischen Maschine (EM) oder in Transformatoren. Der daraus resultierende neuartige Werkstoff „Compacted Chip Magnetic Composite“ (CCMC) besteht aus recycelten, isolierten Blechspänen und ähnelt damit den heute bekannten weichmagnetischen Pulververbundwerkstoffen (SMC – Soft Magnetic Composites). Zur Validierung dieser Idee wird der Einfluss verschiedener Spangeometrien, deren Isolierung sowie weiterer Prozess- und Systemparameter im Herstellungsprozess untersucht. Die Ergebnisse dieser Forschung sollen dazu beitragen, den Einsatz von recyceltem Blechschrott in der Elektromobilität und anderen Anwendungen (z.?B. Transformatoren und/oder andere elektrische Maschinen zur Magnetfeldinduktion) zu verbessern und die Nachhaltigkeit von EMn zu erhöhen. Gelingt es, den Energiebedarf für das Recycling von EMn deutlich zu senken, kann dies einen wesentlichen Beitrag zur Reduzierung des CO2-Fußabdrucks zukünftiger elektrischer Maschinen leisten. Die in den Kreislauf zurückgeführten Motorkomponenten helfen dabei, den Verbrauch nicht erneuerbarer Rohstoffe sowie den Energiebedarf, die CO2-Emissionen und den Wasserverbrauch zu verringern.
Wärmespeicherung ist eine Schlüsseltechnologie für die Energiewende. Latentwärmespeicherung ist eine Art der Wärmespeicherung, bei der Phasenwechselmaterialien (engl. Phase Change Materials, PCM) mit einer vgl. hohen Speicherkapazität bei kleinen Temperaturänderungen eingesetzt werden. Um Latentwärmespeicher wirtschaftlich zu betreiben, ist eine hohe Zahl an Lade- und Entladezyklen über die Einsatzdauer der Speicher notwendig. Aus diesem Grund ist die langfristige thermische Zyklenstabilität der PCM sicherzustellen. Für den Transport moderner Medikamente werden in den Temperaturbereichen von 2 bis 8 °C und 15 bis 25 °C u.a. Transportboxen mit PCM aus Paraffinen verwendet. Paraffine werden aus Rohöl gewonnen und sind daher ein begrenzter Rohstoff mit variabler Versorgungssicherheit. Im vorliegenden Projekt sollen daher neue umweltschonendere und möglichst zyklenstabile PCM auf Salz(hydrat)basis für temperaturgeführte Transporte gefunden und weiterentwickelt werden. Wegen der Temperaturbereiche sind die PCM ebenfalls interessant für den stationären Einsatz in Gebäuden und Quartieren, u.a. zur Lastverschiebung. Bei wiederholtem Schmelzen und Kristallisieren von PCM bzw. PCM-Mischungen kann Separation stattfinden, was zu Funktionseinschränkungen von Latentwärmespeichern führt. Um die Betriebssicherheit von Latentwärmespeichern zu erhöhen, soll im Projektverlauf das grundlegende Verständnis der Separation von PCM verbessert werden. Darauf aufbauend werden Möglichkeiten zur Charakterisierung und zielgerichtete Methoden zur Vermeidung von Separation entwickelt. Dadurch soll der breitere Einsatz von Latentwärmespeichern gefördert werden.
Wärmespeicherung ist eine Schlüsseltechnologie für die Energiewende. Latentwärmespeicherung ist eine Art der Wärmespeicherung, bei der Phasenwechselmaterialien (engl. Phase Change Materials, PCM) mit einer vgl. hohen Speicherkapazität bei kleinen Temperaturänderungen eingesetzt werden. Um Latentwärmespeicher wirtschaftlich zu betreiben, ist eine hohe Zahl an Lade- und Entladezyklen über die Einsatzdauer der Speicher notwendig. Aus diesem Grund ist die langfristige thermische Zyklenstabilität der PCM sicherzustellen. Für den Transport moderner Medikamente werden in den Temperaturbereichen von 2 bis 8 °C und 15 bis 25 °C u.a. Transportboxen mit PCM aus Paraffinen verwendet. Paraffine werden aus Rohöl gewonnen und sind daher ein begrenzter Rohstoff mit variabler Versorgungssicherheit. Im vorliegenden Projekt sollen daher neue umweltschonendere und möglichst zyklenstabile PCM auf Salz(hydrat)basis für temperaturgeführte Transporte gefunden und weiterentwickelt werden. Wegen der Temperaturbereiche sind die PCM ebenfalls interessant für den stationären Einsatz in Gebäuden und Quartieren, u.a. zur Lastverschiebung. Bei wiederholtem Schmelzen und Kristallisieren von PCM bzw. PCM-Mischungen kann Separation stattfinden, was zu Funktionseinschränkungen von Latentwärmespeichern führt. Um die Betriebssicherheit von Latentwärmespeichern zu erhöhen, soll im Projektverlauf das grundlegende Verständnis der Separation von PCM verbessert werden. Darauf aufbauend werden Möglichkeiten zur Charakterisierung und zielgerichtete Methoden zur Vermeidung von Separation entwickelt. Dadurch soll der breitere Einsatz von Latentwärmespeichern gefördert werden.