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Werkstoffe aus Elektro-Altgeräten - ARWEEEN

Investition für die Abtrennung und Rückgewinnung wirtschaftsstrategischer Wertstoffe aus Elektro-Altgeräten durch ein Elektrodynamisches Ein-Schritt-Recyclingverfahren

Moderne elektronische Produkte sind aus einer Vielzahl von Rohstoffen hergestellt. Während früher eine Handvoll unterschiedlicher Werkstoffe Holz, Glas, wenige Kunststoffarten, Kupfer und Stahl im Wesentlichen genügten, um Produkte funktionieren zu lassen, finden sich heute bis zu 60 unterschiedliche Elemente in modernen Elektronikprodukten wie z. B. Mobiltelefonen. Gleichzeitig haben sich aber die Prozesse zum Recycling dieser Produkte nur sehr wenig verändert. Im Ergebnis verliert die Wirtschaft zahlreiche Stoffe und damit große Werte durch nicht angepasste Verwertungstechniken. Allein in Deutschland werden knapp 10 kg alte Elektrogeräte pro Einwohner gesammelt, aber fast nur Eisen, Kupfer und Kunststoffe werden (teilweise) zurückgewonnen.

Neue Technologien werden im Recyclingbereich ausnehmend selten eingesetzt, in der Regel werden bekannte Technologien modifiziert. Nur selten werden neue Verfahren erprobt, da dies mit hohen technischen Risiken und unklaren wirtschaftlichen Aussichten verbunden ist. Mit der Weiterentwicklung bekannter Verfahren jedoch sind die zukünftigen technischen, rechtlichen und auch gesellschaftlichen Anforderungen an technische Systeme zunehmend schlechter zu erfüllen. Beispielhaft seien hier die Miniaturisierung mit dem Bedarf an hochreinen Einsatzstoffen, die Schadstoff-Freiheit von Produkten (WEEE/RoHS-Anforderungen) oder die Nachhaltigkeitsanforderungen genannt.

Die Hochschule Pforzheim verfolgt hier gemeinsam mit zwei Unternehmens-und zwei Forschungspartnern aus Baden-Württemberg einen neuen Ansatz:
Durch den Einsatz einer hoch leistungsfähigen Trenntechnik sollen auch Produkte mit großer Stoff-Vielfalt getrennt und anschließend die Wertstoffe verwertet werden. Kernelement des Ansatzes ist eine „SelFrag“-Anlage, die mit Hilfe eines kurzen, intensiven Strom“blitzes“ auch komplexe Produkte sauber in die Einzelteile zerlegen kann. Dem Trennverfahren liegt das gleiche physikalische Prinzip wie einem Blitz in freier Natur zugrunde: Auf den Blitz folgt der Donner, im Fall des Trennverfahrens eine Druckwelle in dem Produkt, die zu der Zerlegung führt. Anschließend werden die Einzelteile aufgetrennt und auf ihre Verwertbarkeit gemeinsam mit den Unternehmens-und Forschungspartnern überprüft. Damit soll die möglichst vollständige Verwertung nicht nur von Eisen und Kupfer, sondern auch z. B. von Neodym-Magneten oder Indium-Beschichtungen umgesetzt werden. Die Ergebnisse sollen anschließend bei den Unternehmenspartnern umgesetzt werden. Nicht nur Elektrogeräte, sondern letztlich alle komplexen Stoffe oder Produkte wie Verbundwerkstoffe oder sogar Erze lassen sich mit der Anlage behandeln und zerlegen. So soll das Recycling wieder technologisch mit der Herstellung neuer, immer komplexerer und kleinerer Produkte Schritt halten. Damit letztlich eine Umweltentlastung erreicht wird, werden die Forschungsarbeiten durch wirtschaftliche und Umwelt-Bewertungsverfahren begleitet.

Das Vorhaben wurde unter dem Titel „Investition für die Abtrennung und Rückgewinnung wirtschaftsstrategischer Wertstoffe aus Elektro-Altgeräten durch ein Elektrodynamisches Ein-Schritt-Recyclingverfahren (ARWEEEN)“ beim Bundes-Forschungsministerium zur Förderung im Rahmen des Programms „FH Invest“ eingereicht und dort positiv begutachtet. Es ist auf 17 Monate ab 1.9.2013 angelegt und zerfällt in eine Planungsphase, die Anlagen-Aufbauphase und die Versuchsphase einschließlich Bewertung und Konzeptentwicklung. Der letzte Bearbeitungsmonat dient der Ergebnissicherung und –kommunikation. Innerhalb dieser Zeit wird die Hochschule Pforzheim für knapp 500.000 € eine Anlage beschaffen und gemeinsam mit den vier Partnern Forschungsarbeiten beginnen, die als Grundlage für weitere Entwicklungen dienen sollen. Die wirtschaftliche Anschlussfähigkeit ist durch die Rohstoffsicherung wirtschaftsstrategischer Elemente und Stoffkreislaufschließung in Deutschland sichergestellt. Parallel dazu dient die Anlage auch Lehrzwecken und der Erstellung studentischer Qualifikationsarbeiten.

Gefördert im Rahmen des Förderprogramms Forschung an Fachhochschulen in der Förderlinie FHinvest (FKZ 03FH010IN3).

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