Forschende der Flinders University in Australien haben einen Polymerziegel entwickelt, dessen Grundmaterial aus Industriereststoffen hergestellt und zu Mauersteinen geformt werden kann, die nach katalytisch iniitierter Reaktion ohne Mörtel zusammenhalten.

Allein die Herstellung von Zement ist für bis zu 8 Prozent aller vom Menschen verursachten Kohlendioxidemissionen verantwortlich. Dieser Carbon-Footprint ließe sich verringern durch alternative Baumaterialien verringern.

Das Team in Australien hatte zuvor Polymere entwickelt, die unter anderem Schwefel verwenden, der bei industriellen Prozessen anfällt. Geplant war, diese Polymere zur Abscheidung von Schwermetallen oder als nachhaltigere Düngemittel zu verwenden.

Das neue Polymer wird aus Schwefel, Rapsöl und Dicyclopentadien (DCPD) in unterschiedlichen Mischungsverhältnissen hergestellt. Schwefel und DCPD sind beides Nebenprodukte der Erdölraffination, die derzeit im Abfall landen, während das Rapsöl aus Küchenabfällen gewonnen werden kann. Anschließend wird das Polymer erhitzt, geformt und zu Ziegeln ausgehärtet, wobei der gesamte Prozess weit weniger Energie verbraucht als die Zementherstellung.

Die feste Verbindung zwischen den Polymersteinen schafft ein Aminkatalysator, der auf die Oberfläche gesprüht wird. Dieser löst die Schwefelverbindungen an der Oberfläche, die sich dann neu zusammensetzen und die beiden Ziegelsteine fest miteinander verbinden. Nach dem Auslösen der chemischen Reaktion verdampft der Katalysator aus den Ziegeln.

„Die Bindung in diesem neuartigen katalytischen Prozess ist sehr stark, so dass ein nachhaltiges Baumaterial mit eigenem Mörtel entsteht, das den Bau möglicherweise rationalisieren wird.“
Dr. Maximilian Mann, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Chalker Lab

Dem Team zufolge sind die Ziegel außerdem leicht und widerstandsfähiger gegen Wasser, Säure und andere Witterungseinflüsse als herkömmliche Ziegel und Beton. In weiteren Tests fügten die Forscher dem Polymer Kohlenstofffasern hinzu. Die faserverstärkten Polymerbausteine waren noch leichter und einige der mechanischen Eigenschaften konnten um das 16-fache verbessert werden.

Die Forschenden arbeiten mit Clean Earth Technologies zusammen, um den neuartigen Baustoff für eine mögliche Kommerzialisierung weiter zu entwickeln. Die Forschungsergebnisse wurden in der Zeitschrift Macromolecular Chemistry and Physics veröffentlicht.

Bild oben: Eine künstlerische Darstellung der neuen Polymerziegel, die durch einen aufzusprühenden Katalysator eine stoffschlüssige Verbindung eingehen (Quelle: Flinders Universität)

Quelle und weitere Infos: Pressemitteilung, Newatlas