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FlexiPlant – Pilotanlage zur adaptiven Aufbereitung komplexer Rohstoffe

Foto: FlexiPlant Illustration 1 ©Copyright: HZDR/Sander Münster

Bild: HZDR/Sander Münster

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Die zunehmende Komplexität der global erzeugten Stoffströme macht die Weiterentwicklung von Technologien zur Rückgewinnung der Ressourcen unabdingbar. Gerade bei Hightech-Produkten wie Elektrogeräten, Fahrzeugen oder Batterien finden sich fast alle Elemente des Periodensystems, die wieder in den Stoffkreislauf zurückgeführt werden sollten. Die Forschung zur nachhaltigen Nutzung von Rohstoffen und zur Schließung von Stoffkreisläufen ist ein aufstrebendes, wissenschaftlich und strategisch äußerst relevantes Betätigungsfeld. Politische Vorgaben findet man dafür im aktuellen Koalitionsvertrag sowie dem Energieforschungsprogramm der Bundesregierung oder dem Green Deal der EU, die zu einer ökologischen Wende und damit zur Klimaneutralität führen sollen.

Verfahren und Prozesse, die das Recycling in der geforderten Qualität erlauben, werden in Europa wenn überhaupt nur im Labor- oder kleintechnischen Maßstab erprobt. Es gibt derzeit keine Forschungsinfrastruktur, um neue und vor allem automatisierte sowie digitalisierte Ressourcentechnologien im Pilotmaßstab zu testen. FlexiPlant wird daher eine weltweit einmalige Forschungsinfrastruktur sein, die weit über den derzeitigen Stand der Technik hinausgeht. Das Ziel ist die tatsächliche Schließung von Rohstoffkreisläufen, eine Maximierung der Energie- und Ressourceneffizienz sowie die digitale Transformation der gesamten Rohstoffindustrie.

Mit FlexiPlant wird ein Paradigmenwechsel angestrebt, der weg von Prozessketten führt, bei denen zwar variable Einsatzstoffe verarbeitet, jedoch hohe Verluste durch auftretende Qualitätsminderungen (Downcycling) hervorgerufen werden. Vielmehr geht es hin zu flexiblen, automatisierten und digitalisierten Aufbereitungstechnologien, die jederzeit mit apparativen Neuentwicklungen ergänzt und verschaltet werden können. Innovative Sensorsysteme erfassen dabei eine Vielzahl charakteristischer Eigenschaften der jeweiligen Rohstoffe, die dann an den spezifischen Stoffstrom ideal angepasst weiterverarbeitet werden. Diese Kombination ermöglicht eine weitgehend vollständige und vor allem funktionserhaltende Rückgewinnung der am Lebensende in den Produkten enthaltenen Rohstoffe, insbesondere auch der Technologiemetalle.

Die vollautomatisierte Erfassung und (Vor-)Sortierung der Wertstoffströme bereits vor der Weiterverarbeitung (beispielsweise im bereits am Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie (HIF) vorhandenen Technikum Metallurgie) minimiert technologisch bedingte Verluste. Dadurch können bis zu 90% der bisher verlorengegangenen Rohstoffe dem Stoffkreislauf wieder zugeführt werden. Außerdem wird die drastische Reduzierung des derzeitigen CO2-Fußabdruckes angestrebt. FlexiPlant folgt damit unmittelbar den gesellschaftspolitischen Vorgaben zum Klimaschutz und zur Energiewende.

Als einzigartige Infrastruktur im Pilotmaßstab soll FlexiPlant zukünftig ein globaler Anziehungspunkt für Kooperationspartner aus Wissenschaft, Wirtschaft und Gesellschaft sein.

Ansprechpartner: Prof. Karl Gerald van den Boogart