Effiziente Kreislaufwirtschaft: Plasmabasiertes Verfahren für die Wiederverwertung von GFK

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Thermisches Plasma im Einsatz: Das Verfahren nutzt ein mehrere tausend Grad heißes Arbeitsgas zur Vergasung von Abfällen aus glasfaserverstärkten Kunststoffen (GFK). Dabei entsteht Synthesegas als Rohstoff für neue Kunststoffe. | Copyright: INP | Download

Herausforderung: Komplexe GFK-Abfälle

GFK sind weit verbreitet in der Luftfahrt, im Fahrzeugbau und bei Windkraftanlagen. Ihr Verbund aus Kunststoff und Glasfasern macht das Recycling äußerst schwierig. „Bisher landen GFK-Abfälle auf Deponien oder werden als Füllstoff oder Brennstoff genutzt – mit negativen Umweltfolgen wie CO₂-Emissionen und Schadstofffreisetzung“, erläutert Dr. Diego Gonzalez, Projektleiter am INP.

Nachhaltige Lösung durch Plasmatechnologie

Das geplante Verfahren setzt auf einen allothermen Gasifizierungsprozess, bei dem thermisches Plasma zum Einsatz kommt. Hierbei wird Arbeitsgas auf mehrere tausend Grad Celsius erhitzt und dient als extrem heißes Medium, das den Kunststoff in seine Bestandteile zerlegt. Im Gegensatz zur herkömmlichen Verbrennung wird die benötigte Wärme von außen zugeführt, sodass sich der Kunststoff schonend in Synthesegas umwandelt, welches als Rohstoff zur Herstellung neuer Kunststoffe dient.

Gleichzeitig wird die Eignung des verbliebenen Glasanteils zur Herstellung anderer Produkte untersucht, sowie die Möglichkeit durch Prozesseinstellungen weitere beinhaltete Elemente zurück zu gewinnen. „Damit wollen wir eine echte Kreislaufwirtschaft schaffen, die den Rohstoffverbrauch sowie die CO₂-Emissionen erheblich reduzieren“, so Dr. Gonzalez.

Technische Machbarkeit, Skalierung und Akzeptanz

Ein zentrales Ziel des Projekts ist die Optimierung der thermischen Plasmatechnologie für die spezifischen Anforderungen von GFK-Abfällen. Dabei wird der Recyclingprozess sowohl ökologisch als auch wirtschaftlich bewertet, um seine Nachhaltigkeit und Effizienz zu gewährleisten. Zudem werden die technischen Grundlagen für die Skalierung des Verfahrens und die Entwicklung eines großtechnischen GFK-Gasifizierungsreaktors erarbeitet.

Über die technische Umsetzung hinaus untersucht das Projekt auch die langfristigen Auswirkungen der Plasmatechnologie auf die Rohstoffversorgung für faserverstärkte Kunststoffe. Dabei wird analysiert, inwiefern das Verfahren bestehende Industriezweige wie die chemische Industrie, die GFK-Produktion und die Metallverarbeitung beeinflusst. Gleichzeitig spielt die gesellschaftliche Akzeptanz eine entscheidende Rolle: Es wird geprüft, inwieweit das Recyclingverfahren von Industrie und Gesellschaft angenommen wird und welche Voraussetzungen für eine breite Implementierung geschaffen werden müssen.

„Als Institut fühlen wir uns den großen gesellschaftlichen Herausforderungen, insbesondere im Umweltbereich, verpflichtet“, betont Prof. Klaus-Dieter Weltmann, Vorstandsvorsitzender und Wissenschaftlicher Direktor des INP. „Mit Projekten wie PLAS4PLAS wollen wir gezielt zu einer nachhaltigen und ressourcenschonenden Zukunft beitragen. Dabei steht für uns die technische Umsetzbarkeit plasmabasierter Verfahren stets im Mittelpunkt.“

Über das INP

Das Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. (INP) ist eine der führenden Forschungseinrichtungen für Niedertemperaturplasmen und deren technische Anwendungen. In interdisziplinären Teams entwickeln Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nachhaltige Lösungen für Umwelt, Energie, Materialwissenschaften und Medizin.