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Das grüne Potenzial der Werkstofftechnik

Recycling ist das Schlüsselwort für eine nachhaltige Werkstoffproduktion. Die Wiederverwertung von Materialien und die Reduktion von CO2 stehen dabei unmittelbar in Zusammenhang. Die Wissenschaft weiß schon lange um das Potenzial der Kreislaufwirtschaft. Bei der breiten Bevölkerung setzte dieses Bewusstsein spätestens mit dem Auftreten der Bilder von Müllströmen im Meer ein und damit verbunden, die Wichtigkeit für ein funktionierendes Sammelsystem und Mülltrennung.


Forscher*innen der FH OÖ beschäftigen sich in mehreren grundlagenbasierten und anwendungsorientierten Forschungsprojekten mit nachhaltiger Werkstoffproduktion. Gerade in Oberösterreich gibt es zudem mehrere Unternehmen, die zum Beispiel in der Technologieherstellung für Kunststoffrecycling führend sind und hier viel vorantreiben. Die Notwendigkeit von Umwelt- und Klimaschutz im Bereich der Werkstofftechnik ist mittlerweile auch bis in die EU vorgedrungen und entsprechend im Green Deal verankert.

„Die Einflechtung nachhaltiger Lösungen erstreckt sich entlang des gesamten Produktlebenszyklus, beginnend bei der Materialauswahl, Materialmodifizierung bis hin zu den Produktionsprozessen zum Beispiel von Kunststoffen oder Metallen. Die Werkstofftechnik kann hier einen entsprechenden Beitrag zum Schutz von Umwelt und Klima leisten“, erklärt Gernot Zitzenbacher, F&E-Vizedekan der FH OÖ in Wels. Im Stärkefeld Werkstoffe der Fachhochschule Oberösterreich forschen Expert*innen an verschiedensten Materialien für hochspezialisierte Anwendungen als auch Produkte des täglichen Bedarfs. Kunststoffe, Composites, Metalle und Oberflächenbeschichtungen sowie die zerstörungsfreien Prüfverfahren 3D-Röntgencomputertomographie (CT) und aktive Thermographie stehen im Mittelpunkt der Forschungsarbeiten.

Als Spezialist für Kunststofftechnik ist Vizedekan Zitzenbacher das niedrig-Halten des Carbon Footprint durch Recyclingprozesse ein besonderes Forschungsanliegen. Die für die Mobilität immer wichtiger werdenden, leichten Composite-Werkstoffe sind in der Regel durch ihre Faserstruktur komplexer zu rezyklieren und bergen daher noch viel Forschungspotenzial. Im Stahlbereich wird in Zusammenarbeit mit der Industrie versucht, mittels wasserstoffbasierter Technologien, die Herstellprozesse nachhaltiger zu gestalten.

Recycling in der Kunststofftechnik
Kunststoffe waren und sind für den technischen Fortschritt und unseren heutigen Lebensstil mitbestimmend als auch nahezu unverzichtbar. Jedoch wissen wir alle, dass Kunststoffe meist auf fossilen Rohstoffen, wie z.B. Erdöl basieren und ein sorgsamer Umgang damit mehr als erforderlich ist. Durch das Wiederverwenden von Materialen werden Treibhausgase zwar nicht aus der Welt geschaffen, aber zumindest um einiges reduziert. Grundvoraussetzung für Recyclingprozesse ist ein funktionierendes Sammel- und Trennsystem. In Österreich klappt das relativ gut: Zum Beispiel werden 75 % der konsumierten PET-Flaschen recycelt. Im vergangenen Jahr konnten auf diese Weise über eine Milliarde Flaschen im Sinne der Kreislaufwirtschaft wieder in die Produktion von Flaschen und Textilien einfließen.

„Sortenreine Stoffe lassen sich in der Regel sehr gut recyceln. Herausfordernd wird es allerdings bei einem Mix von verschiedenen Stoffen. Lebensmittelverpackungsfolien bestehen häufig aus unterschiedlichen Kunststoffschichten, die im Normalfall nicht so einfach aufzutrennen sind. Das erschwert den Recyclingprozess“, so Zitzenbacher. Upcycling ist ein weiteres Thema mit dem sich die Werkstofftechniker*innen der FH OÖ beschäftigen, um der ständigen Abstufung des Recyclingmaterials zu einfacheren oder minderwertigeren Produkten entgegenzuwirken. Dabei setzen sich Wissenschaftler*innen mit der Materialqualität, aber auch mit Parametern wie der Geruchsbelastung des Rezyklats auseinander. Lebensmittelverpackungen müssen Aromafrische und Haltbarkeit gewährleisten. Daher sind zum Beispiel Kaffeekapseln aus mehreren Schichten aufgebaut. Um den Verbrauch von fossilen Rohstoffen jedoch einzudämmen, können bei mehrschichtigen Produkten, anstatt neuen Materials Schichten aus Recyclingmaterial dazwischen verwendet werden.

Der Fokus von bereits abgeschlossenen und laufenden Projekten liegt vorrangig im Prozessbereich und der Entwicklung von ressourcenschonenden Modellen und Methoden. Innovative Forschungsthemen und offene Fragestellungen mit dem Ziel einer nachhaltigeren Werkstoffproduktion gehen den Forscher*innen in nächster Zeit dabei noch nicht so schnell aus.

FH-Prof. PD DI Dr. Gernot Zitzenbacher, Bildquelle: FH OÖ.

Modellversuch für die Untersuchung des Aufschmelzverhaltens gemischter Kunststoffe in Extrudern.

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