Neues Verfahren zum Graphit-Recycling

Graphit als Rohstoff in der High-Tech-Industrie ist ein seltenes und begehrtes Mineral, das nahezu vollständig aus Drittländern nach Europa importiert werden muss. In dem Forschungsprojekt Graphit 2.0 wurde ein Verfahren zur Rückgewinnung von Carbonfasern und der Einsatz von rezyklierten Kohlenstofffasern als Graphit-Substitut für die Anwendung in Speichertechnologien erfolgreich erforscht.

Carbonfaserverstärkte Kunststoffe können durch ihre Leichtbaueigenschaften und Möglichkeiten zur lastgerechten Auslegung einen wesentlichen Beitrag zur Ressourceneffizienz leisten. Jedoch kann das Potenzial des Werkstoffs auf Grund des fehlenden hochwertigen Recyclings nicht optimal genutzt werden. Im Rahmen des BMBF-Projektes Graphit 2.0 wurde ein Verfahrensweg zur Rückgewinnung von Kohlenstofffasern aus einer Kombination von mechanischer und thermischer Aufbereitung durch die Mikrowellenpyrolyse entwickelt. Im Vorhaben konnte eine Containerlösung zur Aufbereitung von CFK-Abfallstoffen mit der Zerkleinerungstechnologie des ClassiSizers der Firma Dieffenbacher konstruiert werden.

Bis heute werden bis zu 95 % des Graphits aus China importiert. Aufgrund der großen Bedeutung für die High-Tech-Industrie war es Ziel des Projekts, natürliches und synthetisch erzeugtes Graphit in Energiespeichermedien (z.B. Bleiakkumulatoren/Autobatterie) mit Sekundärmaterialien zu ersetzen. Die im ersten Projektteil zurückgewonnen Kohlenstofffasern wurden hinsichtlich Ihrer Anwendung in Speichermedien untersucht. In Zusammenarbeit des Fraunhofer-Instituts für Chemische Technologie ICT und Fa. Eisenhuth GmbH konnten Verfahrenswege aufgezeigt werden, die eine Nutzung des Abfallmaterials in Bipolarplatten für Brennstoffzellen und Redox-Flow-Batterien möglich machen. Mit den bisherigen Ergebnissen ist Eisenhuth in der Lage, Kohlenstofffaserabfällen als Sekundärgraphit in der Produktion von Bipolarplatten zu nutzen. Kommende Herausforderungen liegen zum einen im Aufbau von Verwertungsnetzwerken um auch eine kontinuierliche Versorgung mit Sekundärmaterialien sicherzustellen und zum anderen in der Identifikation weiterer Anwendungsmöglichkeiten.

Quelle: Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie (ICT)