Onderzoek voor de circulaire economie versterkt aan de Hochschule Pforzheim

De studenten Younes Lhousni en Paul Steiner werken met de elektrodynamische fragmentatie-installatie. (Copyright: Prof. Dr.-Ing. Jörg Woidasky; Uitgever: Hochschule Pforzheim)

Oude zonnepanelen op het dak, versleten rotorbladen van windturbines, elektrische wegwerpartikelen uit de operatiekamer: al deze producten bevatten waardevolle grondstoffen – metalen, zeldzame aardmetalen, of hoogwaardige vezels. Deze zitten echter vaak vast in composietmaterialen, waardoor ze nauwelijks economisch teruggewonnen kunnen worden. Het gevolg: grondstoffen worden vernietigd, moeten opnieuw worden geproduceerd – met hoge milieukosten.

Hier richt het onderzoek aan de Hochschule Pforzheim zich op. Met gerichte hoogspanningsontladingen worden materiaalverbindingen letterlijk uit elkaar getrokken – voorzichtig, precies en zonder agressieve chemie. Wat klinkt als sciencefiction, is in het laboratorium al werkelijkheid: fotovoltaïsche panelen, windturbine-onderdelen, elektrische apparaten – al deze kunnen zo worden gescheiden dat de waardevolle stoffen terug in de kringloop kunnen vloeien. Hiervoor wordt in Pforzheim sinds 2014 een elektrodynamische fragmenteringsinstallatie (EDF) gebruikt.

Nu zijn er verheffende berichten voor de werkgroep „Duurzame productontwikkeling“, die met het apparaat onderzoek doet naar de circulaire economie: De installatie van de Hochschule kan voor meer dan 200.000 euro worden vernieuwd en versterkt. Ze is uniek aan een Duitse Hochschule für angewandte Wissenschaften en haar voortgezet gebruik wordt nu met steun van de deelstaat Baden-Württemberg en de Deutsche Forschungsgesellschaft, de grootste Duitse onderzoeksfinancieringsorganisatie, veiliggesteld.

De EDF-technologie maakt gebruik van hoogspanningsontladingen tussen 90 en 200 kV om vaste stoffen gericht te scheiden in een vloeibaar medium. Zo kunnen materiaalkoppelingen worden opgelost aan hun interne grensvlakken, om een hoogwaardige circulaire economie mogelijk te maken. Toekomstige onderzoekslijnen na de versterking van de installatie zijn naast fundamenteel onderzoek met gecomprimeerde gassen als behandelingsmedium ook toepassingsgerichte projecten voor het terugwinnen van metaaldeeltjes, bijvoorbeeld uit hoogwaardige, elektrisch bediende wegwerpmiddelen. Het overkoepelende doel is om de toepassingsmogelijkheden van de EDF verder uit te breiden dan alleen het verkleinen van materialen, een tot nu toe weinig onderzochte experimentele terrein.

Hoe gebruiken docenten en studenten de EDF-technologie?

De onderzoeksgroep „Duurzame productontwikkeling“ aan de Hochschule Pforzheim doet sinds 2012 onderzoek naar milieuvriendelijke producten en processen – en vooral naar het verbeteren van recyclingmethoden voor energie-installaties, verpakkingen of medische producten. Deze werkzaamheden worden volledig gefinancierd door derden. Tot nu toe zijn er vijf promotieonderzoeken uit deze groep voortgekomen, en een van de afgestudeerden is inmiddels zelf professor aan de Hochschule. Studenten van de bachelor- en masterprogramma’s van de faculteit techniek werken hier aan scripties of afstudeeropdrachten over de circulaire economie – ook met de EDF-installatie, en steeds over actuele, bedrijfsrelevante vraagstukken.

De Hochschule Pforzheim toont: duurzame technologie begint in het laboratorium – en werkt door in het dagelijks leven.

Prof. Dr. Jörg Woidasky is projectleider en zegt hierover: „De financiering door de DFG en de deelstaat is een erkenning voor onze eerdere wetenschappelijke onderzoeksresultaten met de elektropuls-techniek in Pforzheim. Tegelijkertijd zien wij het ook als een stimulans om samen met studenten en wetenschappelijke medewerkers de circulaire economie-uitdagingen van onze samenleving aan te pakken en met innovatieve benaderingen op te lossen“.