Landwirtschaftliche Abfälle und andere Naturprodukte können der Automobil- und anderen Industrien helfen, umweltfreundlicher und weniger schädlich zu sein. Zitronenschale, Maisstärke und Mandelrinde kommen einem vielleicht nicht in den Sinn, wenn man an die Automobil- oder Bauindustrie denkt. Da Europa jedoch versucht, Abfälle aus der Landwirtschaft und aus Kunststoff zu reduzieren, kann es sein, dass sich die Industrie zunehmend auf diese wesentlichen Materialien verlässt.
Bioökonomische Studien
Das BARBARA-Projekt hat die Tür zu weiteren Innovationen in der europäischen Bioökonomie geöffnet, indem es brandneue, hochleistungsfähige Industriematerialien aus landwirtschaftlichen Abfällen produziert.
Die durch die Zusammenarbeit zwischen der EU und dem Privatsektor finanzierte Initiative fügte Biopolymeren, die von Lebewesen wie Pflanzen hergestellt und in der Produktion verwendet werden, landwirtschaftliche Abfälle wie Zitronenschalen, Maisstärke, Mandelschalen und Granatapfelschalen hinzu.
Infolgedessen erstellte das Aitiip Technology Center in Spanien Prototypen, um Formen und Autoteile mithilfe des 3D-Drucks herzustellen.
Laut Berta Gonzalvo, Forschungsdirektorin von Aitiip, die das dreieinhalbjährige Experiment leitete, begeistert uns am meisten, dass es nur um Ressourcen geht, nicht um Reste. Automobil- und Gebäudeteile wurden erfolgreich zertifiziert, was beweist, dass eine Kreislaufwirtschaft machbar ist und dazu beiträgt, die Umweltbelastung zu reduzieren.
Um Abfall sowie Kohlendioxidemissionen und industrielle Produktsicherheit zu reduzieren, fördert die EU die Herstellung von Produkten aus Materialien biologischen Ursprungs.
Eine Studie vom Oktober 2022 ergab, dass die EU-Bioökonomie seit zehn Jahren wächst, 2019 2.4 Billionen Euro erreichte und über zusätzliches Wachstumspotenzial verfügt.
Die gemeinsame Anstrengung der EU in Höhe von 2014 Milliarden Euro zur Förderung der Forschung in diesem Bereich im Jahr 3.7 zeigt, dass große Hoffnungen in biobasierte Unternehmen gesetzt werden. Dann, im Jahr 2022, wurde ein 2-Milliarden-Euro-Programm mit verschiedenen Teilnehmern, von Landwirten bis zu Akademikern, gestartet, um Markt-, Technologie- und Regulierungsbarrieren für biobasierte Produkte zu beseitigen.
Die EU produziert jedes Jahr mehr als 26 Millionen Tonnen Kunststoffabfälle und 60 Millionen Tonnen Lebensmittelabfälle.
Laut Gonzalvo sind Bemühungen wie BARBARA nur der Anfang in der Entwicklung industrieller Materialien aus erneuerbaren Quellen, einschließlich Müll.
Als BARBARA 2017 startete, gab es nur ein Biopolymer, das für den 3D-Druck verwendet werden konnte. Durch eine Kombination aus industrieller Biotechnologie, Nanotechnologie und ausgefeilten Herstellungstechnologien hat die Initiative die Zahl biobasierter Materialien erhöht.
Er entwickelte neue Techniken zur Extraktion und Verwendung von Substanzen wie natürlichen Farbstoffen, farbfixierenden Bio-Boranen, antimikrobiellen Mitteln und ätherischen Ölen aus Granatapfel, Zitrone, Mandelrinde und Mais.
Armaturenbretter und Türen
Acht Materialien wurden von BARBARA entwickelt, die vorhandene Kunststoffe ersetzen können, darunter Granatapfel- und Zitronenfarbe, Granatapfel-Biobeizen, Zitronenduft und Mandelrinde. Aus den neuen Materialien gingen unterschiedliche Farben, Gerüche, Texturen und antibakterielle Eigenschaften hervor.
Die 11 Partner produzierten auch Modellverkleidungen für Instrumententafeln, Türverkleidungen für Automobile und Binderformen für die Bauindustrie.
Sie können daher verwendet werden, um das fertige Produkt zu kalibrieren und sogar Farbe oder Duft hinzuzufügen.
Obwohl die Forschung abgeschlossen ist, sind die Befragten optimistisch, dass die Technologie in den nächsten vier bis fünf Jahren in die Demonstrationsphase eintreten wird. Dies wird die Machbarkeit einer Massenproduktion zeigen.
Gonzalvo behauptete, dass die EU gut positioniert sei, um die Führung zu übernehmen, da das weltweite Biopolymergeschäft mit einer Rate von 6 % pro Jahr wachse und der europäische Sektor mit einer Rate von 30 % pro Jahr wachse.
Er behauptete, dass wir Fortschritte in Richtung einer echten Kreislaufwirtschaft machen. „Abfall ist nicht immer Abfall; es kann auch eine Quelle sein.“
Ähnlich vielversprechend ist die Zukunft der Forschung auf dem Gebiet der Kunststoffe.
Laut Europäischer Kommission wurden im Jahr 2020 nur 14 % der in Europa produzierten Kunststoffabfälle im Inland recycelt. Die Tatsache, dass die restlichen 86 % verbrannt, weggeworfen, deponiert oder exportiert werden, unterstreicht die Notwendigkeit, ein nachhaltigeres System zu schaffen.
Die Reduzierung der Umweltauswirkungen von Kunststoffen ist besonders wichtig, da ihre Produktion mittelfristig voraussichtlich zunehmen wird.
Das von derselben öffentlich-privaten Partnerschaft wie BARBARA finanzierte ECOXY-Projekt untersuchte biobasierte Ersatzstoffe für Polymere, die als „faserverstärkte duroplastische Verbundwerkstoffe“ oder FRTCs bekannt sind.
FRTCs sind robust und leicht, aber nicht sehr umweltfreundlich. Sie sind nicht recycelbar und werden nicht nur aus fossilen Brennstoffen gewonnen, sondern auch oft aus schädlichen Bestandteilen wie der endokrin wirkenden chemischen Verbindung Bisphenol A hergestellt.
Laut Aratz Genua, einem Forscher bei CIDETEC, einer spanischen Organisation, die ECOXY beaufsichtigt, „werden zunehmend faserverstärkte Verbundwerkstoffe verwendet, daher sollten diese biobasierten Verbundwerkstoffe in der Lage sein, sie in allen Bereichen zu ersetzen, in denen sie verwendet werden.“
An dem Projekt, das zeitgleich mit BARBARA durchgeführt wurde, war eine Gruppe von 12 Forschungs- und Wirtschaftspartnern aus ganz Europa beteiligt.
Sie begannen mit Materialien, die als recycelbar, umformbar und reparierbar gelten, oder die drei Rs. Diese 3R-Materialien haben einen Nachteil, obwohl sie von CIDETEC patentiert wurden.
Obwohl wir die Nachhaltigkeit verbessert haben, stellte Genua fest, dass die meisten Produkte immer noch aus Erdöl stammen, insbesondere aus Bisphenol A. Wir hatten die Möglichkeit, dies zu verbessern, indem wir Bioabfälle zur Herstellung biobasierter FRTCs verwenden, was sie nachhaltiger machen würde.
Das Konsortium wandte sich Lignin zu, das aus Pflanzenfasern und Holz hergestellt wird. Mit einem biobasierten Klebstoff aus Lignin und Flachsfasern als Verstärkung schuf er eine Demonstration wie die Rückwand eines Autos.
Genua fuhr fort: „Es war wirklich gut, einen Demonstrator zu entwickeln und zu produzieren.“ Wir haben mit einer kleinen Menge an Materialien begonnen und gezeigt, dass sie in einem mittleren Maßstab verwendet werden können.
Sicherzustellen, dass das neue Material ähnliche Eigenschaften wie die damals verwendeten hatte, war die größte Herausforderung.
Laut Genua zeigten die biobasierten Harze hervorragende Eigenschaften, die mit denen aus fossilen Brennstoffen vergleichbar sind. Es gibt jedoch Spielraum, um die Festigkeit von Flachsfasern zu erhöhen.
Einsatz von biobasierten Carbonfasern
Zukünftige Studien können ebenfalls die Verwendung von biobasierten Kohlenstofffasern untersuchen, die aus Lignin gewonnen werden.
Laut Genua „werden wir weiter an der Entwicklung und Optimierung von biobasierten 3R-Harzen für eine Vielzahl von Anwendungen arbeiten.“
Beispielsweise entwickelt das von der EU geförderte Projekt BIO-UPTAKE Deckenplatten für die Bauindustrie.
Genua fügte hinzu, dass in diesem Fall neben Flachsfasern auch biobasierte Kohlenstofffasern verwendet werden.
Neue Materialien sind besser für die Gesundheit der Produktionsarbeiter, die sie kurzfristig verwenden.
Langfristig werden die Vorteile für die Umwelt größtenteils aus einer Reduzierung des Abfalls resultieren.
Quelle: Techxplore
Günceleme: 24/03/2023 12:16