Waste4Future: Aus Abfall werden grüne Moleküle für die Chemie

Fraunhofer-Leitprojekt entwickelt ganzheitlichen Ansatz für Kunststoff-Recycling

Plastikmüll ist meist ein ungeordneter Stoffstrom. Ziel ist es, daraus Teilströme für eine passende Aufbereitungsroute zu machen.

Kurzbeschreibung des Projekts

Verbesserung der Energie- und Ressourceneffizienz beim Einsatz von Kunststoffen beziehungsweise die Transformation zu einer Chemie 4.0 - darum geht es bei Waste4Future. In dem Projekt werden neue Möglichkeiten für Recycling geschaffen, um aus Kunststoffabfällen hochwertige Ausgangsstoffe zu gewinnen.

Projektziele

Die entstehenden Lösungen sollen es ermöglichen, den im Kunststoff enthaltenen Kohlenstoff im Kreislauf zu führen. Statt in Form von CO2 zur globalen Erwärmung beizutragen oder als Plastikmüll die Umwelt zu belasten, steht er als »grüne« Ressource für die Chemieindustrie bereit. »Waste4Future« bahnt somit den Weg für eine Kohlenstoff-Kreislaufwirtschaft, in der aus Kunststoffabfällen wertvolle neue Basismoleküle gewonnen und Emissionen weitgehend vermieden werden: Der Abfall von heute wird zur Ressource von morgen und reduziert somit zugleich die Abhängigkeit der Industrie von importierten primären Kohlenstoffressourcen wie Erdöl und Erdgas.

Das Projekt verfolgt in drei Teilprojekten folgende Ziele:

  • Entwicklung eines ganzheitlichen, entropiebasierten Bewertungsmodells, das die bis dato prozessgeführte Recyclingkette zu einer stoffgeführten Kette reorganisiert. Das Maß der Unordnung eines Systems (Entropie) soll also mittels neuer Sensoren erfasst werden. Aus einem großen, stark ungeordneten Gesamtstrom entstehen durch neue Sortierverfahren einzelne Teilströme, die weniger ungeordnet sind. Passend zu deren Zusammensetzung wird anhand des Modells entschieden, welcher Weg des Recyclings für diese spezifische Abfallmenge der technisch, ökologisch und ökonomisch sinnvollste ist.
  • Entwicklung neuer Lösungen für das werkstoffliche Recycling (mechanisches Recyceln, lösungsmittelbasierte Aufreinigung und Fraktionierung)
  • Entwicklung neuer Lösungen für das chemische Recycling (Solvolyse, Pyrolyse und Gasifizierung)

Zu den Inhalten des Leitprojekts gehört auch die ökonomische Bewertung einer neuen Recyclingprozesskette.

Beitrag des Fraunhofer IOSB

Im Bereich Inspektion und Sichtprüfung entwickelt das Fraunhofer IOSB seit 20 Jahren Systeme und Anlagen im Bereich der optischen Schüttgutsortierung für unterschiedliche Aufgabenstellungen aus der Industrie, z. B. zur Sortierung getrockneter Lebensmittel, hitzebeständiger und bleihaltiger Gläser, Kunststoff- und Kautschukgranulate sowie Mineralien. Die Grundlage hierfür bildet die Entwicklung optimierter Materialzuführungskomponenten, die Auswahl optimaler Sensorlösungen für die Bildgewinnung in unterschiedlichen Spektralbereichen und die Entwicklung hardwareunterstützter Echtzeit-Algorithmen zur Bildverarbeitung und -auswertung. Ein Schwerpunkt der Forschung liegt hierbei auf unzureichend oder ungelösten Sortierfragestellungen.

Projektpartner

  • Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB
  • Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS
  • Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP
  • Fraunhofer-Einrichtung für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie IWKS
  • Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR
  • Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF
  • Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV
 

Mehr zum Thema Recycling und Materialerkennung

 

Projektdetails

Waste4Future: Vom Abfall zum Rohstoff – grüne Moleküle für die Chemie

Projektdauer: 1.1.2021 - 31.12.2023

Fördergeber: Fraunhofer-Gesellschaft

Mit ihren Leitprojekten setzt die Fraunhofer-Gesellschaft strategische Schwerpunkte, um konkrete Lösungen zum Nutzen für den Standort Deutschland zu entwickeln. Die Themen orientieren sich an aktuellen Erfordernissen der Wirtschaft. Das Ziel ist es, wissenschaftlich originäre Ideen schnell in marktfähige Produkte umzusetzen.

Pressemitteilung zum Projektstart

Vom Abfall zum Rohstoff: Leitprojekt »Waste4Future« ebnet neue Wege für Kunststoff-Recycling - Pressemitteilung vom 4. Mai 2021