FRAUNHOFER IVV Das intersektorale und multidisziplinäre Forschungsprojekt »Circular Plastics Network for Training (C-PlaNeT)« wurde im Mai 2019 im Rahmen des H2020-MSCA-ITN-2019 Calls für European Joint Doctorates mit einer Fördersumme von knapp EUR 4 Mio. genehmigt. Insgesamt werden sich 15 Doktoranden von 8 europäischen Universitäten aus den Bereichen Chemie, Verfahrenstechnik, Soziologie und Ökonomie gemeinsam mit 23 außeruniversitären Partnern (u.a. Plastics Europe, Ellen MacArthur Foundation, Dow, Adidas) der Herausforderung stellen, das komplexe Thema Kreislaufwirtschaft von Kunststoffen ganzheitlich zu betrachten. Das Fraunhofer IVV ist in Kooperation mit dem Lehrstuhl für Aroma- und Geruchsforschung der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg und dem Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS beteiligt. Projektstart ist Anfang 2020.
»Gerade die analytische Erfassung und Entfernung von Kontaminanten sehe ich als zentrale Herausforderung im Recycling«, erläutert Prof. Andrea Büttner, stellvertretende Institutsleiterin und Leiterin der Abteilung Analytische Sensorik am Fraunhofer IVV. An der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg hat Frau Prof. Büttner zudem den Lehrstuhl für Aroma- und Geruchsforschung am Department Chemie und Pharmazie inne. Dort forscht Miriam Strangl im Rahmen ihrer Doktorarbeit zum Thema Charakterisierung von Geruch und Störsubstanzen in Recyclingmaterialien. »Unsere Arbeit geht weit über die Entwicklung neuer Verfahren und die Beseitigung der Geruchsstoffe hinaus. Geruch kann oft ein Indikator sein, dass weitere unerwünschte Begleitstoffe im Material enthalten sind«, so Strangl, die wesentlich an der Konzeptionierung des Projekts C-PlaNeT beteiligt ist. »Wir dürfen beim Recycling nicht nur an die Rückgewinnung von Wertstoffen denken, sondern müssen insbesondere die Dekontamination umfassender betrachten. Unsere Aufgabe ist dabei, gerade auch solche Substanzen aufzuklären, die bisher noch nicht bekannt sind. Nur so können wir die Prozesse im Recycling zielgerichtet auf deren Entfernung ausrichten. Ich setze mich persönlich dafür ein, dieses Thema in enger Zusammenarbeit zwischen Forschungseinrichtungen und verschiedenen Disziplinen voran zu bringen, und auch junge Menschen auf die geforderte interdisziplinäre Zusammenarbeit im Team vorzubereiten«, so Prof. Büttner weiter. »Unsere moderne Welt ist komplex, und ihre Produkte und Abfallströme sind es ebenso. Erst die Molekül- und Stoffkenntnis kann uns helfen, die Herstellung qualitativ hochwertiger Materialien im Recycling zu garantieren. Und dafür gilt es, auf Basis dieses Wissens, verschiedene Prozessschritte hinsichtlich ihrer Dekontaminationseffizienz zu optimieren.«
Lösemittelbasierte Verfahren – ein Schlüssel zur Dekontamination im Recycling
Mit der Entwicklung des lösemittelbasierten CreaSolv Prozesses (Meldungen vom 18. Januar 2019, 20. März 2018, 17. Mai 2017) wurde im Fraunhofer IVV bereits eine saubere Trennung von Kunststoff-Verbunden und kontaminierten Haushaltsabfällen in der Vergangenheit realisiert. Die Technologie eignet sich zur Gewinnung hochreiner Kunststoffe mit Neuwarequalität. Dr. Martin Schlummer, der leitende Wissenschaftler für das Fraunhofer IVV im C-PlaNeT-Konsortium erläutert: »Die Herausforderung ist nun, die Technologie auch auf andere Einsatzgebiete anzupassen, beispielsweise für Plastikmüll aus dem Meer.«
Detektion chemischer Kontaminanten als weitere Herausforderung
Damit Rezyklate aus post-consumer (PCR) Kunststoffverpackungsabfall als Sekundärrohstoff erneut in qualitativ hochwertigen Verbraucherprodukten eingesetzt werden können, muss auch zukünftig im Recyclingprozess geprüft werden können, ob noch Störsubstanzen vorliegen. Perspektivisch ist es daher von hohem Interesse, eine geeignete Online-Sensorik zur Erfassung von Kontaminanten zu entwickeln. Die chemische Diagnostik ist allerdings im Recycling noch unterrepräsentiert.
Gemeinsam mit dem Fraunhofer IIS als weiteren außeruniversitären Partner will das Konsortium deshalb auch mögliche Wege in der chemischen Detektion identifizieren. Gerade für die Detektion von Geruchsstoffen sind die Partner Fraunhofer IVV, Fraunhofer IIS und die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg als treibende Partner der Initiative Campus der Sinne (www.campus-der-sinne.fraunhofer.de) hervorragend aufgestellt, um diese komplexen Herausforderungen gemeinsam anzugehen. (Foto: Fraunhofer)
