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Substitution des kritischen Rohstoffs Cobalt in Hartmetallwerkzeugen und Steigerung der Ressourceneffizienz durch neue Ansätze zur Wiederaufarbeitung und Restauration, Teilvorhaben: Entwicklung von Vorbehandlungs- und Aufbereitungsschritten für den Einsatz Co-freier Hartmetalle

Ressourceneffiziente, nachhaltige und prozessoptimierte Leichtbaulösung auf Basis thermoplastischer Faserverbundhalbzeuge und Rezyklaten für die Mikromobilität

AdRecBat - Additiv-basiertes Design for Recycling von Lithium-Ionen-Batterien

StEP - Das Elektronikschrott-Problem lösen

Jeden Tag landet eine enorme Anzahl von elektronischen Geräten im Abfall, einige davon sind schrottreif, andere einfach nur technisch veraltet. All diese Geräte türmen sich allmählich zu einem ernsthaften Umweltproblem auf, welches bisher allerdings kaum öffentliche Aufmerksamkeit erregt hat. Um das Umweltrisiko zu reduzieren und die Entwicklung zu beschleunigen, bestand ein neutraler Forschungs- und Kommunikationsbedarf. Aus diesem Grund wurde StEP im Jahr 2004 initiiert. Der Name ist Programm: Die Lösung des Elektroschrottproblems. Erklärtes Ziel ist die Planung, Anbahnung und Förderung einer nachhaltigen Behandlung von Elektroschrott, auf einem politischen, sozialen, wirtschaftlichen und ökologischen Level. Primäre Ziele sind:- Optimierung des Lebenszyklus von elektrischen und elektronischen Geräten durch die Verbesserung der Lieferketten -Geschlossene Materialkreisläufe -Reduzierte Verschmutzung -Erhöhung der Ausnutzung von Ressourcen und Wiederverwendung von Geräten -Förderung eines Bewusstsein für die Ungleichheiten wie z.B. den digitalen Unterschied zwischen den Industrie-, Schwellen- und Entwicklungsländern -Erhöhung des öffentlichen, wissenschaftlichen und wirtschaftlichen Wissens über Zusammenhänge. Als neutrale intitiative mehrerer UN-Organisationen initiiert und befördert StEP Partnershaften zwischen Unternehmen, Regierungs- und Nicht-Regierungs-Organisationen sowie dem Wissenschaftsbereich. Das Fraunhofer IZM ist einer der Partner dieser Initiative und koordiniert gemeinsam mit dem thailändischen Electrical and Electronics Institute die Task Force 'ReDesign'.

Recycling von Kartuschen

Zielsetzung: Dicht- und Klebstoffkartuschen finden in sehr vielen Bereichen zunehmende Anwendung. Kartuschen sind eine vom Endnutzer sehr gut akzeptierte Verpackung und Verarbeitungshilfe der Produkte. Sie zeichnen sich einerseits durch eine hohe Homogenität des Kartuschenmaterials, vorwiegend hochwertiges Polyethylen mit hoher Dichte (HDPE), und andererseits durch eine extrem variable chemische Zusammensetzung der Inhaltsstoffe aus. In ersten Voruntersuchungen wurde festgestellt, dass etwa 90 % der gesammelten Kartuschen MS (modifizierte Silan-)Polymer , Acryl- und Silikon-haltige Restinhaltstoffe aufwiesen. Die restlichen 10 % beinhalten eine Vielzahl anderer Inhaltsstoffe (u. a. Bitumen, Polyurethan, Zement). Die Menge und der Zustand der in den Kartuschen verbliebenen Restinhaltstoffe variiert stark. Dichtstoffkartuschen werden als „nicht recyclingfähig“ eingestuft. Dies liegt an der sehr variablen Zusammensetzung der Inhaltsstoffe und deren Rückstände in der Kartusche, die bei der Kreislaufführung des HDPEs zu massiven Problemen führen (z. B. Silikonrückstände). Deshalb werden Kartuschen in Deutschland derzeit thermisch verwertet, in anderen europäischen Ländern auch deponiert. Marktanalysen gehen davon aus, dass in Deutschland jährlich 60- 70 Mio. Stück Kartuschen in Verkehr gebracht werden. In Europa fallen pro Jahr rund 45.000 t Kartuschenabfälle an. Aufgrund der hohen Mengen und des ungelösten Entsorgungsproblems sollen die Hersteller verstärkt in die Pflicht genommen werden. Für die Verwendung von Kunststoffen werden von der EU zwischenzeitlich Aufschläge von 800 €/t erhoben. Es ist absehbar, dass diese Aufschläge früher oder später an die Hersteller weitergereicht werden. Auf EU-Ebene wurden und werden auch Diskussionen über ein Verbot nicht-recyclingfähiger Kunststoffverpackungen geführt. Im Rahmen des Forschungsvorhabens soll die Recyclingfähigkeit von Dicht- und Klebstoffkartuschen untersucht werden. Dies setzt zunächst ein effizientes Erfassungssystem voraus, das gleichermaßen beim Fachhandel, Handwerk und Sortieranlagen ansetzt und die gebrauchten Kartuschen als Monostrom separiert. Bei der Entwicklung des Recyclingprozesses sollen vorzugsweise mechanische und chemische, nachgeordnet thermische Verfahren betrachtet werden. Ziel ist die Kreislaufführung des hochwertigen HDPEs. Konkret: Aus gebrauchten Kartuschen neue Kartuschen produzieren. Wenn es gelingt HDPE in ausreichender Qualität zu gewinnen, existiert für das Rezyklat bereits ein Absatzmarkt.

Recycling von Kunststoffabfaellen

Chemischer Abbau von Thermoplasten und Duromeren durch Hydrolyse u.a. Verfahren. Aufarbeitung der Abbauprodkute. Recycling durch Einsatz als Rohstoffe bei der Herstellung der Kunststoffe.

Recycling for Future - Konzepte zur recyclinggerechten Herstellung von Konstruktionen in Holztafelbauart, Teilvorhaben 1: Projektleitung und Design for Recycling

Das Ziel des Verbundvorhabens ist die Entwicklung leicht und umfassend recyclingfähiger konstruktionsbildender Holzbauteile (Holztafeln), die im Sinne der 'Urban Mining'-Strategie bzw. Design for Recycling / Reuse möglichst langfristig im stofflichen Kreislauf erhalten werden können. Dabei wird sich der Nutzung des anthropogenen Gebäudebestands als wertvolles Rohstofflager bedient. Es werden folgende Projektziele angestrebt: - Entwicklung recyclinggerechter Konstruktionen (Design for Recycling) - Eruierung des erforderlichen Recyclingverfahrens zur effektiven Nutzbarkeit - Erarbeitung eines Second Use Konzepts. Das Teilvorhaben der TU Braunschweig besteht zusätzlich darin, das gesamte Vorhaben zu koordinieren und in der wissenschaftlichen Begleitung der Fa. Baukmeier.

Remanufacturing von PEM-Brennstoffzellenstacks für eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft

Dem Projektvorhaben liegt folgende Problemstellung zu Grunde: Brennstoffzellensysteme werden erst wirtschaftlich und ökologisch nachhaltig, wenn eine Kreislaufwirtschaft um das Produkt aufgebaut wird. Dies liegt zum einen darin begründet, dass (Primär-)Platin, das Teil der MEA ist, einen erheblichen Anteil am CO2-Fußabdruck und den Kosten eines Brennstoffzellenstacks hat und zum anderen, dass Brennstoffzellensysteme eine hohe Wertschöpfung haben, welche am Ende des ersten Produktlebenszyklus so weit wie möglich erhalten bleiben sollte. Da verschiedene Komponenten der Brennstoffzelle, insbesondere die MEA, nach einer gewissen Betriebszeit chemische Degradationserscheinungen aufweisen, ist eine unmittelbare Weiterverwendung ausgeschlossen. Sobald ein Brennstoffzellenstack an sein Lebensende gelangt oder aufgrund eines Defekts frühzeitig ausfällt, bedarf es einer Zustandsbeurteilung des Stacks. Daraus muss abgeleitet werden, ob eine Reparatur des Stacks in Form eines Austauschs degradierter Zellen möglich ist. Falls dies nicht mehr möglich ist, bedarf es der Demontage des Brennstoffzellenstacks sowie einer entsprechenden Befundung und ggf. Wiederaufbereitung der Einzelkomponenten, um der Anforderung eines möglichst hohen Wertschöpfungserhalts gerecht zu werden. Komponenten, die aufgrund irreversibler Degradationserscheinungen nicht mehr aufbereitet werden können, müssen im Sinne der Nachhaltigkeit möglichst sortenrein einem Recycling zugeführt werden. Unter Berücksichtigung der erwarteten Stückzahlen müssen daher bereits jetzt Konzepte für die automatisierte Zustandsbeurteilung und Demontage von Brennstoffzellenstacks, mit dem Ziel einer Kreislaufwirtschaft, entwickelt werden, um langfristig zum Erfolg der Technologie beizutragen.

Recycling for Future - Konzepte zur recyclinggerechten Herstellung von Konstruktionen in Holztafelbauart, Teilvorhaben 5: Second use Konzepte

Das Ziel des Verbundvorhabens ist die Entwicklung leicht und umfassend recyclingfähiger konstruktionsbildender Holzbauteile (Holztafeln), die im Sinne der 'Urban Mining'-Strategie bzw. Design for Recycling / Reuse möglichst langfristig im stofflichen Kreislauf erhalten werden können. Dabei wird sich der Nutzung des anthropogenen Gebäudebestands als wertvolles Rohstofflager bedient. Es werden folgende Projektziele angestrebt: Entwicklung recyclinggerechter Konstruktionen (Design for Recycling) Eruierung des erforderlichen Recyclingverfahrens zur effektiven Nutzbarkeit Erarbeitung eines Second Use Konzepts Das Teilvorhaben des Fraunhofer WKI besteht darin, second-use-Konzepte zu erarbeiten und mit den Rohstoffen des Projektpartners ALBA neue Produkte herzustellen.

Ertüchtigung der deutschen PV-Industrie zur effektiven Umsetzung der Ökodesign-Verordnung und des Energielabels der EU, Teilvorhaben: Recycling-Solarglas

Mit diesem Teilprojekt soll die Glasmanufaktur Brandenburg sich auf die kommende Einstufung gemäß der Ökodesign-Richtlinie vorbereiten, welche den produktrelevanten CO2-Ausstoß und die Verwendung umweltschädlicher Materialien bewertet. Das Solarglas ist für Herstellung von Solarmodulen ein wichtiger Bestandteil, somit hat das Glas einen erheblichen Anteil bei der Bewertung gemäß der Ökodesign-Richtlinie. Folglich sind die Ziele im Projekt für die Aspekte Energieverbrauch, Recycling und Vermeidung von umweltschädlichen Materialien in der Glasproduktion in den entsprechenden Arbeitspaketen aufgegriffen. Die Energieeinsparung und die Wiederverwertbarkeit sollen mit der Verwendung von Sekundärrohstoffen aus dem Recycling und der Dickenreduzierung erreicht werden. Die Vermeidung umweltschädlicher Materialien betrifft die Gemengekomponente Antimon, welche reduziert oder ersetzt werden soll, ohne die Produkteigenschaften zu verlieren. Diese Arbeiten werden durch die Ertragsverbesserungen bei geringerer Degradation flankiert.

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