Wie Forscher ein großes Problem beim Aluminium-Recycling lösen wollen

Aluminium steckt in einer Vielzahl an Dingen, mit denen wir täglich zu tun haben, von Verpackungen und Sportgeräten bis hin zu Mobiltelefonen und Transportmitteln. In jedem davon kann Aluminium durch das Hinzufügen weiterer Elemente unterschiedliche Eigenschaften haben. Es ist etwa mal mehr, mal weniger hart, flexibel, zugfest oder elektrisch leitfähig. 

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Haben die Produkte einmal ausgedient, kann das Aluminium recycelt werden. Das zahlt sich aus, denn für das Recycling braucht man nur 5 Prozent jener Energie, die man für die Produktion des Primärrohstoffs benötigt. Dadurch erspart man sich viel Geld und hohe CO2-Emissionen.

Flugzeug soll wieder Flugzeug werden

Das Problem ist, dass beim Recycling oft Teile aus ganz unterschiedlicher Herkunft in einem Schmelztopf landen. Dadurch entstehen neue Legierungen, die für ihre ursprünglichen Zwecke nicht mehr zu gebrauchen sind. Was folgt, ist Downcycling. Das Aluminium verliert dadurch an Qualität und bekommt einen anderen Einsatzzweck. Aus einer Flugzeughülle wird etwa das Gehäuse für einen Automotor. Um ein neues Flugzeug zu produzieren, muss wieder neues Aluminium gewonnen werden. In Zukunft soll das anders laufen. Wie genau, das wird im Forschungsprojekt RecAL untersucht.

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"Aluminium lässt sich sehr gut legieren, etwa mit Kupfer, Silizium oder Magnesium. Diese Materialien kann man aber mit technisch und energetisch vertretbarem Aufwand nicht wieder extrahieren", sagt Projektleiter Gerald Prantl vom Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen (LKR), das zum AIT gehört. 

Um die Legierungen in ihrer Produktkategorie wiederverwenden zu können, müssen sie richtig kategorisiert und getrennt recycelt werden. Das klingt leichter, als es ist. "Viele Hersteller wollen sich nicht in die Karten schauen lassen, welche Materialien sie verwenden", sagt der Experte.

KI, Blockchain und Online-Plattform

Um herauszufinden, woraus ein bestimmtes Aluminiumbauteil genau besteht, braucht es neuartige Analyse- und Sortiertechniken. Mittels Laser könne man etwa innerhalb eines Sekundenbruchteils eine spektroskopische Untersuchung von Teilchen durchführen, um die Zusammensetzung des Materials zu ermitteln. Bei der Sortierung könnten Bilderkennung mit Künstlicher Intelligenz und Roboter für größtmögliche Automatisierung zum Einsatz kommen. Technologien wie diese werden im Projekt RecAL erforscht und erprobt. Aber nicht nur das.

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Es wird auch an der Entwicklung von Legierungen gearbeitet, die von vornherein geeigneter für das Recycling sind, etwa weil sie eine höhere Toleranz gegenüber Verunreinigungen aufweisen. Erforscht wird außerdem die Möglichkeit eines digitalen Ausweises. Jedes Bauteil könnte künftig ein digitales Zertifikat über seine Herkunft erhalten, abgesichert mittels Blockchain-Technologie. 

Herzstück des Projekts RecAL ist eine Online-Plattform. Auf ihr sollen alle Unternehmen, die am Kreislauf von Aluminiumprodukten beteiligt sind, das Wissen über verbesserte Recyclingmethoden erhalten und mit anderen Unternehmen vernetzt werden.

Recycling schafft mehr Unabhängigkeit

An dem europäischen Forschungsprojekt sind insgesamt 19 Partner von Spanien bis Griechenland beteiligt. Darunter befinden sich laut Prantl auch namhafte Hersteller von Alu-Produkten, Zulieferer für die Automobilindustrie, Bauunternehmen, sowie Recyclingspezialisten. "Wir haben schon konkrete Partner an Bord, mit denen wir einen Kreislauf darstellen können", so Prantl. Insgesamt 14 verschiedene technologische Lösungen für das Aluminiumrecycling sollen innerhalb der vierjährigen Projektlaufzeit entstehen. 2027 will man mehrere Anwendungsfälle praktisch durchführen können.

Für Unternehmen könnte es künftig wichtig sein, über neue Recycling-Kompetenzen zu verfügen. Ähnlich wie auch im Kunststoffbereich könnte es künftig vorgeschriebene Recyclingquoten geben. Dabei könnte auch festgeschrieben werden, welcher Prozentsatz von Aluminium für ein bestimmtes Produkt aus einem geschlossenen Kreislauf stammen muss. "Das ist ein Trend, den wir antizipieren wollen", sagt Prantl. Ein möglichst geschlossener Aluminiumkreislauf sei für Europa aber auch aus geopolitischer Sicht vorteilhaft. "Wir haben in der EU keine nennenswerten Vorkommen von Aluminiumerzen. Wenn man es global betrachtet, sind wir auf Recycling angewiesen. Es erhöht unsere Resilienz."