Naturfaserverbundwerkstoffe, bei denen Pflanzenfasern wie Flachs oder Hanf mit Kunststoffen kombiniert werden, sind eine innovative Lösung für den steigenden Bedarf an nachhaltigen Werkstoffen. Mit ihrer Wiederverwertung will das Forschungsprojekt „NURTURE“ einen Beitrag zu einer funktionierenden Kreislaufwirtschaft und ressourceneffizienten Industrie leisten. Die Arbeitsgruppe Biologische Werkstoffe am Bionik-Innovations-Centrum der Hochschule Bremen (HSB) startet das Projekt gemeinsam mit der GREENBOATS GmbH und dem Institut für Energie und Kreislaufwirtschaft an der Hochschule Bremen GmbH.
Im Vergleich zu fossilbasierten Werkstoffen ist die Nutzung nachwachsender Rohstoffe eine nachhaltigere Alternative im Sinne der Bioökonomie. Naturfasern benötigen zum Beispiel weniger Energie in der Herstellung als Glas- oder Kohlenstofffasern, was, außer zu niedrigeren Herstellungskosten, auch zu einer deutlich verbesserten CO2-Bilanz der Werkstoffe führt.
„Naturfaserverbundwerkstoffe besitzen ein enormes Potenzial für nachhaltige Anwendungen. Sie stellen uns aber zugleich vor Herausforderungen am Ende ihres Lebenszyklus, da die bisher verfügbaren Methoden entweder ineffizient oder umweltschädlich sind“, sagt Professor Dr. Jörg Müssig, Leiter der Arbeitsgruppe Biologische Werkstoffe an der HSB. „Mit NURTURE verfolgen wir einen ganzheitlichen Ansatz, bei dem Werkstoffentwicklung, Design und Wiederverwertung von Beginn an zusammengedacht werden.“
Professor Dr. Martin Wittmaier vom Institut für Energie und Kreislaufwirtschaft an der HSB: „Um auch den Anforderungen einer tatsächlichen Kreislaufwirtschaft gerecht zu werden, müssen für diese Werkstoffe wirtschaftlich tragfähige Wiederverwertungskonzepte entwickelt werden.“ Eine Herausforderung, der sich das Projekt „NURTURE“ systematisch widmet.
„Wir wollen innovative Konzepte für die Wiederverwertung von Naturfaserverbundwerkstoffen entwickeln und damit einen Beitrag zu einer funktionierenden Kreislaufwirtschaft sowie zu einer ressourceneffizienten Industrie leisten“, bestätigt Paul Riesen vom Projektpartner GREENBOATS GmbH
Dabei stehen verschiedene Konzepte im Fokus: Zum einen werden die Forschenden die Möglichkeit der Pyrolyse aussortierter Bauteile bzw. einer energetischen Nutzbarmachung für grünen Stahl untersuchen. Außerdem untersuchen sie den Einsatz rezyklierbarer Harzsysteme, durch die Bauteile einfacher repariert oder recycelt werden können. Einen weiteren Schwerpunkt des Projekts bildet die Entwicklung von bionisch optimierten Füge- und Entfügekonzepten sowie die Integration des „Design for Recycling“ - ein Ansatz, bei dem bereits in der Bauteilentwicklungsphase mithilfe eines digitalen Zwillings das Zusammenfügen und Trennen von Bauteilen zur besseren Wiederverwertbarkeit optimiert werden soll.
Ziel ist es, geschlossene Bauteil- und Werkstoffkreisläufe zu schaffen und die Ressourceneffizienz in der Produktion nachhaltig zu steigern. Die Arbeiten werden von Jonas-Rumi Baumann aus der AG Biologische Werkstoffe durchgeführt, der die besondere Innovation des bionischen Ansatzes im Projekts hervorhebt: „Aus Sicht der Bionik ist dieses Projekt besonders spannend, da sich natürliche Füge- und Trennprinzipien gezielt auf technische Montage- und Demontageprozesse übertragen lassen.“
Die GREENBOATS GmbH, weltweit anerkannter Pionier im Bereich Naturfaserverbundwerkstoffe aus Bremen, bietet mit ihren Applikationen im Boots- und unter der Marke Greenlander im Camperbau für die Forschenden die Ideale Möglichkeit, ihre Ergebnisse auf reale Produkte zu übertragen.
Gefördert wird das Vorhaben mit einer Summe von knapp 400.000 € über eine Dauer von zwei Jahren über den Europäischen Fonds für regionale Entwicklung Bremen – EFRE von der Bremer Aufbau-Bank GmbH.
Für die Forschenden der HSB bietet die Bremer Partnerfirma GREENBOATS GmbH die ideale Möglichkeit, ihre Ergebnisse auf reale Produkte zu übertragen. Das Unternehmen ist ein weltweit anerkannter Pionier im Bereich Naturfaserverbundwerkstoffe und ist mit Applikationen im Bootsbau sowie unter der Marke „Greenlander” im Camperbau tätig.
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