Německá federální agentura pro životní prostředí spotřebuje přibližně 200 kilogramů surovin na obyvatele a den. To nás řadí na špičku světa. To nejen poškozuje životní prostředí, ale je také nebezpečné pro naši mezinárodní konkurenceschopnost. Německo se jako země bez zdrojů musí spoléhat na obzvláště pečlivé využívání zdrojů. Nové a efektivní recyklační procesy jsou jedním ze způsobů, jak se stát více nezávislým na dovozu drahých a vzácných surovin. Odborníci Fraunhofer položili důležité základy pro důslednou recyklaci a výrobu v cyklech den po zítřku projekt „Molekulární třídění pro efektivitu zdrojů“. Na veletrhu IFAT představují nové metody, které umožňují recyklaci drahých kovů, vzácných zemin, skla, dřeva, betonu a také fosforu.

Recyklace 2.0 - dokonale oddělené

„Separační procesy probíhají poprvé na nejmenší požadované úrovni, to znamená, že jdeme dolů na molekulární nebo dokonce atomovou úroveň,“ vysvětluje koordinátor projektu profesor Jörg Woidasky z Fraunhofer Institute for Chemical Technology ICT v Pfinztal nedaleko Karlsruhe. Jedním z příkladů je vyluhování mikrobiálních rud, které se vyvíjí pro použití ve Fraunhoferově institutu pro mezifázové inženýrství a biotechnologie IGB ve Stuttgartu. To také umožňuje regeneraci malého množství drahých kovů nebo vzácných zemin. Vědci používají mikroorganismy k přeměně nerozpustných sloučenin kovů v rudách, spalovacích struskách nebo v odpadním dřevu nasáklém kovovými solemi na soli rozpustné ve vodě. Rozpuštěné kovy pak mohou být spojeny se speciálními polymery, a tím selektivně odstraněny z roztoku. Ve třetí fázi jsou kovy separovány.

Odborníci z Fraunhoferova institutu pro silikátový výzkum ISC ve Würzburgu pracují na procesu extrakce vysoce kvalitního bezbarvového skla ze starého plochého skla. Ultra bílé sklo umožňuje maximální přenos světla, a proto se používá ve fotovoltaice, v optických kabelech nebo displejích. Pokud jsou ve skle cizí atomy - například železo -, klesá jeho propustnost. „Tempo růstu, zejména ve fotovoltaice, je tak velké, že ani přírodní zdroje železa neobsahující železo, ani množství recyklovaných„ starých “fotovoltaických modulů nestačí k uspokojení poptávky po vysoce transparentním plochém skle v následujících desetiletích,“ říká Dr. Jürgen Meinhardt z ISC. Alternativním zdrojem surovin by mohlo být běžné ploché sklo. Obsah železa ve skle je však příliš vysoký. Vědci vyvíjejí proces, který umožňuje, aby atomy železa byly extrahovány přímo z tekuté horké taveniny 1500-Celsius.

Používejte staré dřevo inteligentně

V Německu je recyklace dřeva teprve v plenkách: Zatím se používá jen asi 33 z ročně asi 8 milionů tun odpadu ze dřeva. Jedním z důvodů nízké míry recyklace je regulace odpadního dřeva. Stanovuje, že materiál potažený organohalogenovými sloučeninami nebo dřevo ošetřené konzervačními látkami na dřevo se nesmí znovu použít, nebo jen ve velmi omezené míře. Účelem nových separačních technik na molekulární úrovni je to napravit, aniž by to ohrozilo preventivní myšlenku nařízení o odpadním dřevu.

Aby bylo možné recyklovat odpadní dřevo silněji, je třeba rozpoznat existující znečišťující látky. Vědci z Fraunhoferova institutu pro výzkum dřeva - Wilhelm-Klauditz-Institut, WKI v Braunschweigu používali různé metody, jako je blízká infračervená spektroskopie, rentgenová fluorescenční analýza nebo spektrometrie iontové mobility. Pokud je znečišťující látka identifikována, můžete ji také odstranit. »Dřevo ošetřené organickými konzervačními prostředky na dřevo lze čistit superkritickými tekutinami. Abychom oddělili nebo obohatili těžké kovy, chceme použít jak mokré chemické, spalovací, tak pyrolytické procesy, “říká fyzik Peter Meinlschmidt z WKI.

Recyklovat beton

Každý rok vznikne několik milionů tun stavebního odpadu. Proces recyklace betonu dosud neexistuje. Vědci z Fraunhoferova institutu pro stavební fyziku IBP v Holzkirchenu to chtějí změnit. Spoléhají na „elektrodynamickou fragmentaci“, kdy jsou přes beton pronásledovány ultrakrátké blesky. Umožňuje rozbití betonu na jednotlivé složky - štěrk a cementový kámen. První rozhodující krok k recyklaci starého betonu.

Obnovte germanium a fosfor

Cenné materiály však nelze získat pouze z pevného odpadu. Výfukové plyny ze spaloven odpadu také obsahují suroviny. Aby to obohatili, vyvíjejí vědci z Fraunhoferova institutu pro keramické technologie a systémy IKTS v Drážďanech speciální keramické filtry, na kterých se určité složky ve výfukových plynech nejprve selektivně oddělí při teplotách nad 850 ° C a poté se izolují - například germánium, zinek a také fosfor.

Jsou však tyto vyvinuté metody skutečně vhodné pro rychle se měnící tržní prostředí? Partneři Molecular Sorting to zkoumali ve studii. Váš závěr je pozitivní. Recyklace na atomové úrovni bude s velkou pravděpodobností v budoucnu smysluplná. Nejen pokud je propagována politicky, ale také jako ekonomicky nezávislý obchodní model.

Pro více informací:
http://www.molecular-sorting.fraunhofer.de