Gabriela: Ressourceneff­iziente und kreislauffähige Leichtbau-Batteriegehäuse

Mit dem Kick-off Meeting am 30.08.2022 beim Projektkoordinator APK AG in Merseburg wurde das erste umfangreiche Konsortialtreffen des Projekts „Ganzheitliche Bearbeitung von Kunststoff­recyclingpfaden für ressourceneffiziente und kreislauffähige Leichtbau-Batteriegehäuse“ (Gabriela) nach Projektstart erfolgreich durchgeführt. Dabei wurden wichtige Themen wie die Material- und Prozessrouten diskutiert, erste Erkenntnisse aus Vorversuchen geteilt sowie die nächsten Schritte definiert.

Die Motivation des Projekts ist die Green Deal Strategie der EU, mit der bis 2050 Klimaneutralität erreicht werden soll. Einen wichtigen Beitrag in der Umsetzung soll das Recycling von Kunststoffen leisten mit einem forcierten hohen Einsatz von Kunststoffrezyklaten in Neuprodukten. Der funktionsintegrative Leichtbau mit einem hohen Anteil an polymerbasierten Werkstoffen spielt bereits eine zentrale Rolle bei der CO2-Einsparung im Mobilitätssektor. Durch den Einsatz von Rezyklaten in Leichtbaustrukturen können diese Einsparpotenziale nochmals deutlich erweitert werden, da die Verwendung von Primärrohstoffen und die damit einhergehenden Emissionen reduziert werden.

Allerdings bestehen bei der Verwendung von Verbundwerkstoffen wie faserverstärkten Thermoplasten in strukturell relevanten Leichtbau-Bauteilen bislang große Vorbehalte bezüglich des Recyclingpotenzials. Insbesondere bei dem derzeit üblichen mechanischen Recycling gelingt es nicht die Verbundstoffe voneinander zu trennen. Es ist nicht sicher, ob sich das Schreddergut direkt für die Verwendung als Rezyklat eignet oder der Materialverbund vollständig aufgelöst werden muss. Deshalb ist es notwendig komplementäre Strategien für den Rezyklateinsatz und die Kreislaufführung von thermoplastbasierten Leichtbau-Bauteilen im Mobilitätssektor zu erarbeiten und darzustellen.

In dem Verbundprojekt Gabriela wird die Recycling- und Kreislauffähigkeit von Pentatonic Hochvolt-Batteriegehäusen des Automobilzulieferers Kautex Textron untersucht. Hierbei werden Kunststoff-Rezyklat Anteile bis zu 100 % evaluiert. Dabei wird u. a. die neue adaptive Recyclingtechnologie Newcycling^® der APK AG zum Einsatz kommen, welche eine hohe Rezyklatqualität ermöglicht. Im Projekt wird der komplette Lebenslauf eines faserverstärkten Kunststoff-Batteriegehäuses von der Materialherstellung über die erstmalige Verarbeitung, die Alterung im Einsatz sowie die Wiederaufbereitung bis hin zum Wiedereinsatz im gleichen Bauteil untersucht. Um die Potentiale der neuartigen Recylingpfade bestmöglich zu erschließen, beteiligen sich am Projekt Industriepartner aller Werkschöpfungsstufen und drei Universitäten. Schwerpunkte des Instituts für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der TU Dresden sind die Alterungsuntersuchungen sowie die Analyse der Einflüsse einzelner Lebensphasen auf die Werkstoffeigenschaften. Die Kooperation mit dem Forschungsnetzwerk Plattform FOREL ermöglicht den beteiligten Forschenden eine branchen­übergreifende Vernetzung und bietet optimale wissenschaftliche sowie wirtschaftliche Verwertungsmöglichkeiten.

Für weitere Informationen besuchen Sie gern das Projektteam auf dem Science Campus der K-Messe 2022 am Stand des ILK in Halle 7, SC06.

Projekt Gabriela: "Ganzheitliche Bearbeitung von Kunststoff­recyclingpfaden für ressourceneffiziente und kreislauffähige Leichtbau-Batteriegehäuse"

Förderung/Finanzierung
Das Forschungs- und Entwicklungsprojekt Gabriela wird im Rahmen des Förderprogrammes Technologietransfer-Programm Leichtbau (TTP LB) mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) unter dem Förderkennzeichen F-012360 gefördert und vom Projektträger Jülich (PTJ) betreut. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt beim Autor.

Laufzeit
01.07.2022-30.06.2025

Projektpartnerschaft mit

• Verbundpartner: APK AG (Konsortialführer)
• Kautex Textron GmbH & Co. KG
• Vecoplan AG
• iPoint-systems GmbH (ehemals Ifu Institut für Umweltinformatik Hamburg GmbH)
• TU BA Freiberg / Institut für Aufbereitungsmaschinen (IART)
• TU Dresden / Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK)
• TU Braunschweig / Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik (IWF)

Projektleitung für das ILK
Prof. Dr.-Ing. habil. Dipl.-Math. Maik Gude, Professur für Leichtbaudesign und Strukturbewertung