Das EU-Projekt „MC4 – Multi-level Circular Process Chain for Carbon and Glass Fibre Composites“ untersucht wie sich Verbundwerkstoffe aus Carbon- und Glasfasern im Wertstoffkreislauf halten lassen. Die Forschenden entwickeln Prozesstechnologien und Qualitätssicherungsmethoden, die ein wirtschaftliches Recycling von Carbon- und Glasfaserbauteilen ermöglichen sollen.
Carbonfaser- und Glasfasercomposites sind für technische Anwendungen dann unverzichtbar, wenn es auf ein geringes Materialgewicht und besondere mechanische Eigenschaften ankommt. Die europäischen Wertschöpfungsketten für Carbon- und Glasfasern müssen jedoch in zweierlei Hinsicht optimiert werden: in Bezug auf die ökologische und die wirtschaftliche Effizienz.
Derzeit gehen bis zu 40 Prozent des Materials im Produktionsprozess als Abfall – beispielsweise die Prepreg-Abfälle im Zuschnitt – verloren. Zudem werden nach einer Lebensdauer von 15 bis 30 Jahren 98 Prozent des Materials der Entsorgung zugeführt – ohne Aussicht auf Wiederverwertung. Bei einem jährlichen Verbrauch von etwa 138.000 Tonnen Carbonfasern und 4,5 Millionen Tonnen Glasfaserverbundwerkstoffen sind die Umweltauswirkungen von hoher Relevanz.
Zusätzlich muss die derzeitige Wettbewerbsposition Europas in diesen Wertschöpfungsketten verbessert werden, um weniger von ausländischen Quellen abhängig zu sein. 80 Prozent der Carbon- und Glasfasern werden außerhalb Europas hergestellt. Und selbst wenn die Fasern in Europa hergestellt werden, dann sind die Technologien häufig von anderen Ländern lizenziert.
MC4 wird sich auf verschiedene Wiederverwendungs- und Recyclingprozesse entlang des Lebenszyklus von Verbundwerkstoffen konzentrieren. Dazu gehören:
- Chemische Recyclingtechnologien für eine wirtschaftlich effiziente Trennung von Matrix und Carbonfasern
- Verarbeitungstechnologien für die Wiederverwendung von Prepreg-Abfällen aus dem Produktionsablauf (z.B. beim Zuschnitt)
- Mechanische Recyclingverfahren für Bauteile aus Glasfaserverbundwerkstoffen zur direkten Wiederverwendung der Materialien in neuen Bauteilen
- Neue Harze für eine bessere Recycelbarkeit von Glasfaserbauteilen
- Technologien für die Verarbeitung von recycelten Carbonfasern zur Herstellung von Garnen, Geweben und Vliesstoffen für Verbundbauteile
- Qualitätssicherungsmethoden zur Charakterisierung von recycelten Glas- und Carbonfasern und der daraus hergestellten neuen Verbundwerkstoffe
Das Konsortium umfasst 15 Partner aus sieben europäischen Ländern. Als Prozessentwickler, Materialhersteller, Hersteller von Verbundbauteilen sowie Endverbraucher decken die Partner die gesamte Wertschöpfungskette ab. Das STFI bringt in verschiedenen Arbeitspaketen des Projektes seine Kompetenzen im Bereich der Verarbeitung und des Recyclings von Carbonfasern und Carbonfaserverbundbauteilen ein.
Wie bei den meisten Forschungsprojekten stehen neben dem Herstellen der Vliesstoffe und ihrer Prüfung auch das Anfertigen von Demonstratoren im Fokus. In diesem Projekt spielen zudem die entsprechende LCA sowie Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen eine besonders wichtige Rolle. Das Forschungsprojekt, das bis März 2025 laufen soll, wird von der EU im Forschungsrahmenprogramm Horizon Europe finanziert.
Bild oben: Im Projekt MC4 beschäftigen sich die Forschenden mit Ansätzen der Kreislaufwirtschaft für Carbon- und Glasfasercomposites (Quelle: STFI)
Quelle und weitere Infos: Pressemitteilung
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