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05.04.2022

Zuse-Gemeinschaft fordert 1,15 Mrd. Euro jährlich für anwendungsorientierte Industrieforschung

  • Bundesregierung muss anwendungsorientierte Industrieforschung bedarfsgerecht finanzieren
  • Haushaltsentwurf für 2022 bleibt dahinter deutlich zurück  
  • Herausforderungen für Gesellschaft sind nur mit deutlich intensivierter Forschung und Innovationen zu bewältigen
  • Nachhaltige Anreizsysteme für Mittelstand zur Steigerung der Innovationskraft schaffen

„Die Kürzung der Budgets für Industrieforschung und das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) auf Vor-Corona-Niveau ist ein verstörendes, desaströses Signal in Richtung der forschungsaffinen mittelständischen Unternehmen und der Industrieforschungseinrichtungen“, kommentiert Prof. Dr. Martin Bastian, Präsident der Deutschen Industrieforschungsgemeinschaft Konrad Zuse e.V. (Zuse-Gemeinschaft) den Regierungsentwurf für den Bundeshaushalt 2022. Er fordert die Bundesregierung auf, ihre Zusagen aus dem Koalitionsvertrag einzuhalten und die anwendungsorientierte Industrieforschung bedarfsgerecht zu finanzieren: „Nach unseren Berechnungen sind für eine bedarfsgerechte Finanzierung der anwendungsorientierten Forschung insgesamt pro Jahr gut 1,15 Milliarden Euro anzusetzen.

  • Bundesregierung muss anwendungsorientierte Industrieforschung bedarfsgerecht finanzieren
  • Haushaltsentwurf für 2022 bleibt dahinter deutlich zurück  
  • Herausforderungen für Gesellschaft sind nur mit deutlich intensivierter Forschung und Innovationen zu bewältigen
  • Nachhaltige Anreizsysteme für Mittelstand zur Steigerung der Innovationskraft schaffen

„Die Kürzung der Budgets für Industrieforschung und das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) auf Vor-Corona-Niveau ist ein verstörendes, desaströses Signal in Richtung der forschungsaffinen mittelständischen Unternehmen und der Industrieforschungseinrichtungen“, kommentiert Prof. Dr. Martin Bastian, Präsident der Deutschen Industrieforschungsgemeinschaft Konrad Zuse e.V. (Zuse-Gemeinschaft) den Regierungsentwurf für den Bundeshaushalt 2022. Er fordert die Bundesregierung auf, ihre Zusagen aus dem Koalitionsvertrag einzuhalten und die anwendungsorientierte Industrieforschung bedarfsgerecht zu finanzieren: „Nach unseren Berechnungen sind für eine bedarfsgerechte Finanzierung der anwendungsorientierten Forschung insgesamt pro Jahr gut 1,15 Milliarden Euro anzusetzen. Analog zum Pakt für Forschung und Innovation muss auch dies unbedingt regelmäßig überprüft und angepasst werden.“
 
Dr. Klaus Jansen, Geschäftsführer der Zuse-Gemeinschaft, ergänzt: „Eine wirklich bedarfsgerechte Finanzierung läge nach unseren Berechnungen für INNO-KOM und IGF bei mindestens 350 Mio. Euro, für ZIM sollten wenigstens 800 Mio. Euro angesetzt werden. Der aktuelle Haushaltsentwurf zeigt jedoch in eine ganz andere Richtung. Er steht in eklatantem Widerspruch zu den vollmundigen Versprechungen des Koalitionsvertrages.“ Laut Regierungsentwurf sinken die eingeplanten Mittel für die anwendungsorientierte Industrieforschung insgesamt um gut sechs Prozent von 905,5 Mio. Euro auf nur noch 855 Mio. Euro – ein Minus von 50,5 Mio. Euro. Dazu weiter Dr. Jansen: „Die Praxis hat bereits in den Vorjahren gezeigt, dass die anwendungsorientierte Industrieforschung – ein zentraler Träger für Transfer und Innovation in Deutschland – chronisch unterfinanziert ist. Die stark gesunkene Innovatorenquote im deutschen Mittelstand unterstreicht das eindrucksvoll.“
 
Die Zuse-Gemeinschaft sieht angesichts dieser Kürzungen für die anwendungsorientierte Forschung den gesellschaftlichen Transformationsprozess hin zur sozial-ökologischen Marktwirtschaft sowie die erfolgreiche Bewältigung der anstehenden Aufgaben der Mobilitäts-, Energie-, Produktionswende und des Klimawandels in Gefahr, so Prof. Bastian weiter: „Mit Blick auf diese immensen Herausforderungen, denen sich unsere Gesellschaft stellen muss, sind solche Einschnitte in ohnehin viel zu knappe Budgets als dramatisch zu bewerten. Diese können nur durch deutlich intensivierte Forschung und die so zu erreichenden Innovationen bewältigt werden. Das erfordert zwingend eine ausreichende, verlässliche und bedarfsgerechte finanzielle Förderung.“ Dazu müsse die Bundesregierung unbedingt auf Anreizsysteme für den Mittelstand setzen, betont der Präsident der Zuse-Gemeinschaft: „Wenn es gelingt, dessen Innovationskraft zu steigern, lassen sich die Mehraufwendungen für die anwendungsorientierte Industrieforschung durch die so erzielten Steuermehreinnahmen deutlich überkompensieren.“

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Zuse-Gemeinschaft

Zuse-Gemeinschaft: Biogene Schäume und Fasern für den Auto-Innenraum (c) Zuse-Gemeinschaft
08.10.2021

Zuse-Gemeinschaft: Biogene Schäume und Fasern für den Auto-Innenraum

Vom Biomasseanbau und der energetischen Nutzung über das Herstellen von Zwischenprodukten bis hin zum Verwenden biogener Ressourcen in langlebigen Verbraucherprodukten: die Bioökonomie umgibt uns schon heute tagtäglich. Doch welche Innovationen zeichnen sich ab, um die Wirkung biogener Ressourcen im Sinne des Klimaschutzes zu maximieren? Das war Thema beim Online-Werkstattgespräch Bioökonomie der Zuse-Gemeinschaft am 6. Oktober.

CO2 einsparen durch biogene Schäume und Fasern für den Auto-Innenraum
Wie textile Anwendungen aus der Bioökonomie verstärkt in einem Schlüsselbereich der Energiewende - der Mobilität - zum Zuge kommen können, berichtete Dr. Frank Meister, Abteilungsleiter Chemische Forschung beim Thüringischen Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung (TITK) anhand des von der Europäischen Union geförderten Projekts BioMotive.

Vom Biomasseanbau und der energetischen Nutzung über das Herstellen von Zwischenprodukten bis hin zum Verwenden biogener Ressourcen in langlebigen Verbraucherprodukten: die Bioökonomie umgibt uns schon heute tagtäglich. Doch welche Innovationen zeichnen sich ab, um die Wirkung biogener Ressourcen im Sinne des Klimaschutzes zu maximieren? Das war Thema beim Online-Werkstattgespräch Bioökonomie der Zuse-Gemeinschaft am 6. Oktober.

CO2 einsparen durch biogene Schäume und Fasern für den Auto-Innenraum
Wie textile Anwendungen aus der Bioökonomie verstärkt in einem Schlüsselbereich der Energiewende - der Mobilität - zum Zuge kommen können, berichtete Dr. Frank Meister, Abteilungsleiter Chemische Forschung beim Thüringischen Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung (TITK) anhand des von der Europäischen Union geförderten Projekts BioMotive.

Das TITK ist dort eingebunden in die Entwicklung biogener Fasern und neuer Leichtbauwerkstoffe für den Auto-Innenraum, wo sie z.B. für Sitze, Armaturenbrett oder Türinnenverkleidung gebraucht werden. Unter anderem entwickelten die Forschenden neue sogenannte Lyocellfasern aus modifizierten Papierzellstoffen. Der besondere Vorzug am TITK: An dem Thüringer Institut konnten die neu entwickelten Fasern in einer kleintechnischen Versuchsanlage im Maßstab von mehreren 100 kg hergestellt werden. Das erhöht die Vergleichbarkeit mit den Realitäten der Industrie und war Design-Basis für eine unlängst errichtete Demo-Anlage der Metsä-Tochter MI Demo im finnischen Äänekoski. „Lyocellfasern als biogener Werkstoff vermeiden Umweltbelastungen wie sie bei anderen Materialien durch die Risiken von Mikroplastik entstehen. Hinzu kommt als Klima-Plus: Durch die von uns mit entwickelten und bewerteten Fasern und Verfahrensprinzipien lässt sich der CO2-Fußabdruck bei der Produktion von Fahrzeugen spürbar verringern“, erklärt Meister.

Kombination von CO2-Elektrolyse und Biotech-Wertstoffsynthese
Dass mithilfe von Bioökonomie-Lösungen CO2 nicht nur eingespart werden kann, sondern auch negative Emissionen des Klimagases erreichbar sind, deutete Dr. Markus Stöckl vom DECHEMA-Forschungsinstitut (DFI) an. In seinem Vortrag „Mit Strom und CO2 zum Biokunststoff“ zeigte er auf, wie die Elektrolyse dazu genutzt werden kann, Erneuerbare Energien „lagerbar“ zu machen. Der Ansatz: Aus Kohlendioxyd so genanntes Formiat zu produzieren, das als Feststoff lagerbare Salz der Ameisensäure, das Mikroorganismen als Energie- und Kohlenstoffquelle dienen kann, die wiederum daraus den Biokunststoff Polyhydroxybutyrat (PHB) herstellen. Durch die elektrochemische Herstellung des Zwischenprodukts Formiat können unterschiedliche Mikroorganismen eingesetzt werden.

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Zuse-Gemeinschaft

Zuse-Gemeinschaft: Dezentrale Energiewende mit digitalen Lösungen erleichtern (c) ISFH
09.04.2021

Zuse-Gemeinschaft: Dezentrale Energiewende mit digitalen Lösungen erleichtern

Das Ende der Kernenergie rückt in Deutschland jetzt auch am Strommarkt näher. Mit der Abschaltung der sechs am Netz verbliebenen Meiler bis Ende nächsten Jahres werden Erneuerbare Energien weitere Funktionen im Energiesystem übernehmen, um eine sichere und klimafreundliche Stromversorgung zu gewährleisten. Teil der Lösung: Die innovative Nutzung von Batteriespeichern und das Ineinanderwirken von Strom- und Wärmemarkt, wie sie in der angewandten Forschung erfolgreich getestet wurden.

Das Ende der Kernenergie rückt in Deutschland jetzt auch am Strommarkt näher. Mit der Abschaltung der sechs am Netz verbliebenen Meiler bis Ende nächsten Jahres werden Erneuerbare Energien weitere Funktionen im Energiesystem übernehmen, um eine sichere und klimafreundliche Stromversorgung zu gewährleisten. Teil der Lösung: Die innovative Nutzung von Batteriespeichern und das Ineinanderwirken von Strom- und Wärmemarkt, wie sie in der angewandten Forschung erfolgreich getestet wurden.

Für den Ausgleich schwankender Stromeinspeisung aus fluktuierenden erneuerbaren Energien kommt Speichern große Bedeutung zu. Wie dezentrale Energieanlagen dabei agieren können, hat das IT-Institut OFFIS im kürzlich abgeschlossenen und vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Forschungsprojekt ENERA gezeigt. In einem vom OFFIS koordinierten Teil ging es um die Selbstorganisation von Energiespeichern und deren Stromeinspeisung ins Netz. Von der Bäckerei bis zum Industriebetrieb wurden verschiedene mit Batteriespeichern ausgestattete Unternehmen in einen Feldtest zur Erprobung so genannter Software-Agenten geschickt. „Solche Software-Agenten können eigenständig Entscheidungen treffen und sie lassen sich auch sehr gut steuern“, erklärt Dr. Martin Tröschel, OFFIS-Co-Gruppenleiter für „Distributed Artificial Intelligence“, einem Teilbereich der Künstlichen Intelligenz.

„Es gibt keine zentrale Instanz, die jedem Speicher einen Fahrplan zuweist“
Ausgestattet mit den vom OFFIS-Team in die Software eingezogenen Leitplanken durften die Agenten entscheiden, wann die Batteriespeicher die geladene Energie abgeben. Ein maßgebliches Kriterium war das sogenannte „Peak Shaving“, nämlich das Glätten von Lastspitzen zu Zeiten besonders hoher Stromnachfrage. Zu solchen Zeiten ist das Einspeisen aus dem Speicher wegen der dann sehr hohen Börsenpreise für Elektrizität besonders attraktiv. Der Unterschied gegenüber heute gängigen Systemen, die zentral gesteuert werden und auf Peak Shaving getrimmt sind: „Das System  hat sich im Feldtest erfolgreich vollständig selbst organisiert. Es gibt keine zentrale Instanz, die jedem Speicher einen Fahrplan zuweist, wie das in virtuellen Kraftwerken der Fall ist“, erläutert Tröschel.

Speicher und Wärmepumpen für optimierten Einsatz Erneuerbarer nutzen
Begrenzend auf den Ausbau des Stromnetzes und damit auf Anstiege der Netzentgelte kann eine verstärkte regionale Nutzung von Strom aus erneuerbaren Energien wirken. Zudem dürfte der Stromverbrauch künftig durch den Bedarf von E-Autos, aber auch von Wärmepumpen, die Strom in Heizenergie umwandeln, steigen. Im gerade abgeschlossenen, ebenfalls vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Forschungsprojekt „Wind-Solar-Wärmepumpenquartier“ hat das Institut für Solarenergieforschung Hameln (ISFH) untersucht, wie sich in verschiedenen Szenarien unter Nutzung von thermischen und elektrischen Speichern in Verbindung mit Wärmepumpen der Anteil erneuerbarer Energien in Wohnquartieren erhöhen lässt. Zwei bestehende Wohnquartiere, eines in Niedersachsen, eines in Bayern, wurden dazu komplett in Sachen Strom- und Wärmebedarf und -erzeugung vermessen, ebenso wie die Erträge der Solarstromanlagen in den Siedlungen und die Erträge von Windenergieanlagen aus der Region. „Im Ergebnis zeigte sich, dass man durch eine gut gewählte Betriebsführung einen sehr hohen regionalen Deckungsgrad mit erneuerbaren Energien erreichen kann, der die Marke von 80 Prozent überschreitet“, sagt Dr. Tobias Ohrdes, Leiter der ISFH-Arbeitsgruppe Elektrische Energiesysteme. Mehr als 60 Prozent des Stromes können den Simulationen nach direkt durch Wind- und Photovoltaikstrom gedeckt werden. Durch Batteriespeicher und eine intelligente Steuerung der Wärmepumpen können weitere 20 Prozent des Strombedarfs lokal mit Wind und Sonne gedeckt werden. Wird der Wärmepumpenbetrieb im gesamten Quartier untereinander koordiniert, erhöht sich die erneuerbare Versorgung gegenüber einem unkoordinierten Betrieb um weitere vier Prozentpunkte.

Wärmepumpen-Bedarf stimmt gut mit Windkraft überein
Zu bedenken sind für die Ergebnisse allerdings die Bedingungen bei Windparks, deren Strom je nach Gegebenheiten direkt ins Mittelspannungsnetz eingespeist und damit nicht per se für den regionalen Bedarf genutzt wird.

"Die Kombination aus Feldstudien und Simulationen in den Projekten von OFFIS und ISFH sowie weiteren Projekten zur Energiewende in der Zuse-Gemeinschaft zeigt den Stellenwert digitaler Lösungen für den Strommarkt der Zukunft. Mit zunehmenden Anteilen grünen Stroms in den Netzen gewinnen solche Lösungen weiter an Bedeutung“, erklärt Dr. Klaus Jansen, Geschäftsführer der Zuse-Gemeinschaft. „Die erfolgreichen Verbundprojekte zeigen zudem den Stellenwert effizienter Förderung und Kooperation zwischen Unternehmen und gemeinnütziger Industrieforschung“, betont Jansen.

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Zuse-Gemeinschaft

Zuse-Gemeinschaft: Mit gutem Auge für gefährliche Teilchen (c) Gerhardt/GNF
Mikroplastik an einem Filterkorn aus porösem Keramikmaterial (angeschliffen), sichtbar gemacht durch Farbstoff und UV-Anregung im Fluoreszenzmikroskop.
10.02.2021

Zuse-Gemeinschaft: Mit gutem Auge für gefährliche Teilchen

  •  Wie Berliner Forscher mit digitaler Technik Mikroplastik aufspüren und analysieren

Beim Kampf gegen Mikroplastik in der Umwelt drängt die Zeit. Forschende aus der Zuse-Gemeinschaft beschreiten mit innovativen Monitoring- und Analysetools neue Wege bei der Erfassung und Bestimmung von Kunststoffabfällen. „Mikroplastik finden und vermeiden“ fokussiert auf den Nachweis von Mikroplastik in Gewässern.

Jahr für Jahr gelangen laut einer Schätzung des Weltwirtschaftsforums (WEF) mindestens acht Millionen Tonnen Kunststoffabfälle in die Weltmeere. Einmal dort angelangt, zersetzen sich diese, sofern Gegenmaßnahmen fehlen, schrittweise zu gefährlichem Mikroplastikpartikeln (MPP). Während die Verschmutzung rapide wächst, ist der MPP-Nachweis verhältnismäßig zeitaufwändig. So muss für die heutigen Analysemethoden wie spezielle Infrarot-Spektrometer das Mikroplastik in mehreren Schritten aus der Probe isoliert werden.

Zu einer deutlichen Verkürzung der Analysezeit für Mikroplastik will Tobias Gerhardt, Chemiker an der Berliner Gesellschaft zur Förderung der naturwissenschaftlich-technischen Forschung (GNF) kommen.

  •  Wie Berliner Forscher mit digitaler Technik Mikroplastik aufspüren und analysieren

Beim Kampf gegen Mikroplastik in der Umwelt drängt die Zeit. Forschende aus der Zuse-Gemeinschaft beschreiten mit innovativen Monitoring- und Analysetools neue Wege bei der Erfassung und Bestimmung von Kunststoffabfällen. „Mikroplastik finden und vermeiden“ fokussiert auf den Nachweis von Mikroplastik in Gewässern.

Jahr für Jahr gelangen laut einer Schätzung des Weltwirtschaftsforums (WEF) mindestens acht Millionen Tonnen Kunststoffabfälle in die Weltmeere. Einmal dort angelangt, zersetzen sich diese, sofern Gegenmaßnahmen fehlen, schrittweise zu gefährlichem Mikroplastikpartikeln (MPP). Während die Verschmutzung rapide wächst, ist der MPP-Nachweis verhältnismäßig zeitaufwändig. So muss für die heutigen Analysemethoden wie spezielle Infrarot-Spektrometer das Mikroplastik in mehreren Schritten aus der Probe isoliert werden.

Zu einer deutlichen Verkürzung der Analysezeit für Mikroplastik will Tobias Gerhardt, Chemiker an der Berliner Gesellschaft zur Förderung der naturwissenschaftlich-technischen Forschung (GNF) kommen.

In einem seit Anfang 2020 laufenden, vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Verbundprojekt zur Entwicklung von Mikroemulsionen für die Analytik von MPP und Biofilmen arbeitet sein Team zusammen mit der Universität Bayreuth, der Firma mibic und anderen Partnern daran, durch den gezielten Einsatz von Farbstoffen die Analyse von Mikroplastik zu verbessern und zu beschleunigen. „Durch die Auswahl spezieller Farbstoffe ist es möglich, in der Analyse bestimmte Kunststoffklassen wie z.B. Nylon, PET oder Polypropylen (PP) nur anhand der Fluoreszenzfarbe zu unterscheiden, wodurch wir die Analysezeiten massiv verkürzen können“, sagt Gerhardt. Die Forschenden wollen die Analysezeiten von mehreren Wochen auf einen bis wenige Tage reduzieren. Sichtbar werden die Mikroplastikteilchen dann mit ultraviolettem Licht unter dem Fluoreszenz-Mikroskop.

Farbstoffe für Mikroemulsionen
Eine Herausforderung für die Forschenden: Die Mikroplastikteilchen in der Analyse mit den Farbstoffen optisch von ihrer organischen Umgebung zu trennen. Denn an den Kunststoffpartikeln bilden sich in Gewässern schnell Biofilme und generell enthalten Umweltproben häufig viel organisches Material. Um die notwendige optische Trennung zu erreichen, nutzt Gerhardt in den wässrigen Lösungen, die er untersucht, die Eigenschaften von besonderen Mizellsystemen, und zwar von sogenannten Mikroemulsionen. Das sind dreidimensionale, zusammengelagerte Aggregate aus Tensidmolekülen, in die er Farbstoffe einbringt. Die Mizellen dienen als Transportmittel, um den Farbstoff direkt zum Plastik zu transportieren und dieses dann einzufärben.

„Mit den Mikroemulsionen die wir entwickelt haben, können wir Mikroplastik mit hoher Selektivität einfärben“, erläutert der GNF-Experte. Ein häufiges Problem beim Einfärben von Mikroplastik mit anderen Methoden ist, dass häufig auch biologische Bestandteile der Probe wie Holz und andere Pflanzenreste eingefärbt werden. „Da wir das Mikroplastik nicht nur oberflächlich anfärben, können alle störenden Anfärbungen von biologischem Material wieder abgewaschen werden und nur das Mikroplastik fluoresziert im UV-Licht“, so Gerhardt. Auf diese Weise will das GNF-Team innerhalb kurzer Zeit die Belastung an Mikroplastikpartikeln in einer Probe bestimmen. Die Kunststoffreste, denen die GNF-Wissenschaftler auf der Spur sind, reichen vom Millimeter großen Partikel bis in den Mikrometer-Bereich, der winzigste Teilchen von wenigen Tausendstel Millimeter Größe erfasst.

„Flocki“ für die Wasserwirtschaft
Im optimalen Fall wird Kunststoff in Gewässern gar nicht erst so klein oder aber im Klärwerk erfasst. Um im Klärwerk kleinste Schmutzpartikel im Mikrometerbereich filtern zu können, setzt die Wasserwirtschaft so genannte Flockungsmittel ein, welche die Partikel binden, damit diese zunächst Mikro- und dann Makropartikel bilden. Für deren Dosierung gibt es noch kein industriell etabliertes Verfahren und bekanntlich hilft viel nicht immer viel. Die Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik (GFaI e.V.), wie die GNF in Berlin-Adlershof ansässig, hat deshalb im vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Projekt „Flocki“ zusammen mit einem Industriepartner ein bildbasiertes Messsystem zur optimalen Dosierung für den Einsatz von Flockungsmitteln entwickelt. Es lässt sich auch für Mikroplastik einsetzen. Aus dem Projekt ist ein Aufnahmesystem hervorgegangen, an dem das Schmutzwasser direkt vorbei transportiert und im Anschluss die Aufnahmen analysiert und die Partikel vermessen werden. „Von den aufgezeichneten Bildern mit den sichtbar gemachten Partikeln und Flocken können wir Rückschlüsse auf die nötige Dosierung ableiten“, erklärt GFaI-Experte Martin Pfaff. Neben dem Aufnahmesystem zur Erfassung des Schmutzwassers, spielt der Schwellwertalgorithmus zur Erkennung der Partikel eine zentrale Rolle bei der Auswertung.

Eigene Berechnungen für kleine Bildbereiche
Anders als in der klassischen Digitalfotografie greift der Algorithmus im Projekt „Flocki“ nicht für das ganze Bild, sondern bezieht sich auf viele kleine Bildbereiche, für die jeweils eigene Berechnungen stattfinden. „So lassen sich im Klärwerk unabhängig vom Verschmutzungs- und Flockungsgrad die Agglomerate im Mikrometerbereich zuverlässig aufspüren und gleichzeitig die Dosierung der Flockungsmittel optimieren“, erklärt Pfaff. Dreh- und Angelpunkt des Systems ist jedoch neben dem Aufnahmesystem die Verwendung geeigneter Messparameter, die sich im Forschungsprojekt als aussagekräftig herauskristallisiert haben. Sie beschreiben die Formveränderungen der Partikel über die gesamte Messung und lassen Rückschlüsse über den jeweils aktuellen Dosiergrad zu. Mit ihrer Hilfe kann somit die Beigabe des Flockungsmittels automatisiert werden.

Seitens der GFaI ist man bereit für eine Kommerzialisierung der Technik. „Angesichts der nötigen und voranschreitenden Digitalisierung in der Wasserwirtschaft versprechen wir uns viel von der Technik. Sie kann zu verbesserter Rohstoffeffizienz und zu einem hohen Umweltschutzniveau beim Vermeiden auch des Eintrags von Mikroplastik in Gewässer beitragen“, erklärt GFaI-Abteilungsleiter Frank Püschel.

„Forschende aus Instituten der Zuse-Gemeinschaft nutzen interdisziplinär ihre Expertise aus Chemie, Informatik und Umweltwissenschaften, um die von Mikroplastik ausgehenden Gefahren für die Umwelt einzudämmen“, erklärt der Geschäftsführer der Zuse-Gemeinschaft, Dr. Klaus Jansen.

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Zuse-Gemeinschaft

Zuse-Gemeinschaft: Plastik in der Umwelt vermeiden (c) FiW
28.01.2021

Zuse-Gemeinschaft: Plastik in der Umwelt vermeiden

In der Corona-Krise zeigen Kunststoffe ihren Mehrwert und zugleich auf den Handlungsbedarf beim Kampf gegen Umweltverschmutzung. Denn während Kunststoffe z.B. in Medizinprodukten oder Lebensmittelverpackungen der Gesundheit dienen, werden sie falsch entsorgt als Makro- und Mikroplastik zur Gefahr. Forschende aus der Zuse-Gemeinschaft beschreiten mit innovativen Monitoring- und Analysetools neue Wege bei der Erfassung und Bestimmung solcher Stoffe. Teil 1 unserer Serie zur Vermeidung von Plastik in der Umwelt fokussiert auf großes Mikro- und auf Makroplastik.

In der Corona-Krise zeigen Kunststoffe ihren Mehrwert und zugleich auf den Handlungsbedarf beim Kampf gegen Umweltverschmutzung. Denn während Kunststoffe z.B. in Medizinprodukten oder Lebensmittelverpackungen der Gesundheit dienen, werden sie falsch entsorgt als Makro- und Mikroplastik zur Gefahr. Forschende aus der Zuse-Gemeinschaft beschreiten mit innovativen Monitoring- und Analysetools neue Wege bei der Erfassung und Bestimmung solcher Stoffe. Teil 1 unserer Serie zur Vermeidung von Plastik in der Umwelt fokussiert auf großes Mikro- und auf Makroplastik.

Welch große Verantwortung sowohl Verbraucher als auch Handel und Industrie tragen, damit weniger Kunststoff in die Umwelt gelangt, zeigt das aktuelle, vom Bundesforschungsministerium geförderte Projekt InRePlast. In dem Verbundprojekt hat das Forschungsinstitut für Wasser- und Abfallwirtschaft (FiW) in vier Gemeinden im Raum Aachen, vom Dorf bis zur Großstadt, Plastikreste systematisch gesammelt, katalogisiert und klassifiziert. Die Forschenden erfassten Partikel aus großem Mikroplastik (1-5 mm) ebenso wie Makroplastik mit noch sichtbarem ebenso wie mit nicht mehr erkennbarem Produktursprung. „Nach einjähriger Arbeit mit einem Stab von acht Forschenden haben wir rund 165 verschiedene Produkte und Vor-Produkte aus Makro- und großem Mikroplastik im Abwasser identifiziert“, erklärt FiW-Projektleiter Dr. Marco Breitbarth. Untersuchungsorte waren die Kläranlagen der Gemeinden, aber auch Niederschlagsabläufe auf Verkehrswegen.

In den Kläranlagen überall unter den „Top5“ bei den Kunststoffprodukten zu finden: Zigarettenfilter. Eine weitere Problemkategorie sind Bestandteile von Hygieneartikeln. Bei den Verbundmaterialien wie auch insgesamt nahm die Kategorie Feucht-/Desinfektionstücher/Küchenpapier die Spitzenposition ein.

Verhaltensänderung nicht nur bei Verbrauchern notwendig
Nicht nur die Verbraucher müssen ihr Verhalten ändern, wie die Zwischenergebnisse des bis Ende 2021 zusammen mit Verbundpartnern laufenden Projekts deutlich machen. So waren Kügelchen aus der Kunststoffindustrie, so genannte Pellets, an drei der vier Klärwerks-Standorte des Projekts unter den „Top 10“ der vom FiW gefundenen Produkte. Auch an Straßenrändern fanden die Forschenden laut Breitbarth immer wieder Kunststoff-Pellets, die genaue Auswertung steht noch bevor. „Zwar hat die Kunststoffindustrie immer wieder Info-Kampagnen zur Vermeidung von Produktausträgen aufgelegt, doch müssen die Gefahren offenbar noch deutlicher gemacht werden. Angesichts von rund 3.000 klassischen Kunststoffverarbeitern in Deutschland und vielen weiteren Unternehmen, die Kunststoffe nutzen, ist das eine zentrale Aufgabe“, betont der Forscher des FiW, einem Mitglied der Zuse-Gemeinschaft. Eine weitere wichtige Zielbranche zur Vermeidung von Kunststoffeinträgen in die Umwelt ist für ihn die Baubranche, die u.a. beim Umgang mit Dämmmaterialien an Häusern besonders umsichtig sein muss, so bei der Verwendung von Styropor. Bei InRePlast geht es nach der Umwelt-Analyse nun im letzten Projektabschnitt an die Formulierung von Handlungsempfehlungen, u.a. für Kommunen.

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Zuse-Gemeinschaft

Anlagentechnik zum Carbonfaser-Recycling im Zentrum für Textilen Leichtbau am STFI, Foto: Dirk Hanus.
28.10.2020

Innovationen beim Recycling von Carbonfasern

  • Kohlenstoff mit mehreren Leben

Geht es um die Zukunft der motorisierten Mobilität, reden alle vom Antrieb: Wie viel E-Auto, wie viel Verbrenner verträgt die Umwelt und braucht der Mensch? Zugleich stellen neue Antriebe erhöhte Anforderungen nicht nur an den Motor, sondern auch an dessen Gehäuse und die Karosse: Für solch anspruchsvolle Anwendungen kommen häufig Carbonfasern zum Einsatz. Wie der Antrieb der Zukunft, sollten auch die Werkstoffe am Fahrzeug umweltfreundlich sein. Deshalb ist Recycling von Carbonfasern gefragt. Lösungen dafür haben Institute der Zuse-Gemeinschaft entwickelt.

  • Kohlenstoff mit mehreren Leben

Geht es um die Zukunft der motorisierten Mobilität, reden alle vom Antrieb: Wie viel E-Auto, wie viel Verbrenner verträgt die Umwelt und braucht der Mensch? Zugleich stellen neue Antriebe erhöhte Anforderungen nicht nur an den Motor, sondern auch an dessen Gehäuse und die Karosse: Für solch anspruchsvolle Anwendungen kommen häufig Carbonfasern zum Einsatz. Wie der Antrieb der Zukunft, sollten auch die Werkstoffe am Fahrzeug umweltfreundlich sein. Deshalb ist Recycling von Carbonfasern gefragt. Lösungen dafür haben Institute der Zuse-Gemeinschaft entwickelt.

Carbonfasern, auch als Kohlenstofffasern oder verkürzt als Kohlefasern bekannt, bestehen fast vollständig aus reinem Kohlenstoff. Sehr energieaufwändig wird er bei 1.300 Grad Celsius aus dem Kunststoff Polyacrylnitril gewonnen. Die Vorteile der Carbonfasern: Sie haben kaum Eigengewicht, sind enorm bruchfest und stabil. Solche Eigenschaften benötigt man z.B. am Batteriekasten von E-Mobilen oder in Strukturbauteilen der Karosserie. So arbeitet das Sächsische Textilforschungsinstitut e.V. (STFI) aktuell gemeinsam mit Industriepartnern daran, statisch-mechanische Stärken der Carbonfasern mit Eigenschaften zur Schwingungsdämpfung zu verknüpfen, um die Gehäuse von E-Motoren im Auto zu verbessern. Angedacht ist in dem vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Projekt die Entwicklung sogenannter Hybridvliesstoffe, die neben der Carbonfaser als Verstärkung weitere Faserstoffe enthalten. „Wir wollen, die Vorteile unterschiedlicher Faserstoffe verbinden und so ein optimal auf die Anforderungen abgestimmtes Produkt entwickeln“, erläutert Marcel Hofmann, STFI-Abteilungsleiter Textiler Leichtbau.

Damit würden die Chemnitzer Forschenden bisherige Vliesstoff-Lösungen ergänzen. Sie blicken auf eine 15-jährige Geschichte in der Arbeit mit recycelten Carbonfasern zurück. Der globale Jahresbedarf der hochwertigen Fasern hat sich im vergangenen Jahrzehnt fast vervierfacht, laut Angaben der Industrievereinigung AVK auf zuletzt rd. 142.000 t. „Die steigende Nachfrage hat das Recycling immer stärker in den Fokus gerückt“, betont Hofmann. Carbonfaserabfälle sind ihm zufolge für etwa ein Zehntel bis ein Fünftel des Preises von Primärfasern erhältlich, müssen aber noch aufbereitet werden. Dreh- und Angelpunkt für den Forschungserfolg der recycelten Fasern sind konkurrenzfähige Anwendungen. Die hat das STFI nicht nur am Auto, sondern auch im Sport-Freizeitsektor sowie in der Medizintechnik gefunden, so in Komponenten für Computertomographen. "Während Metalle oder Glasfasern als potenzielle Konkurrenzprodukte Schatten werfen, stört Carbon die Bilddarstellung nicht und kann seine Vorteile voll ausspielen“, erläutert Hofmann.

Papier-Knowhow nutzen
Können recycelte Carbonfasern nochmals den Produktkreislauf durchlaufen, verbessert das ihre CO2-Bilanz deutlich. Zugleich gilt: Je kürzer die Carbonfasern, desto unattraktiver sind sie für die weitere Verwertung. Vor diesem Hintergrund entwickelten das Forschungsinstitut Cetex und die Papiertechnische Stiftung (PTS), beide Mitglieder der Zuse-Gemeinschaft, im Rahmen eines Forschungsvorhabens ein neues Verfahren, das bislang wenig geeignet erscheinende Recycling-Carbonfasern ein zweites Produktleben gibt. „Während klassische Textilverfahren die ohnehin sehr spröden Recycling-Carbonfasern in Faserlängen von mind. 80 mm trocken verarbeiten, beschäftigten wir uns mit einem Verfahren aus der Papierindustrie, welches die Materialien nass verarbeitet. Am Ende des Prozesses erhielten wir, stark vereinfacht gesprochen, eine flächige Matte aus recycelten Carbonfasern und Kunststofffasern“, erläutert Cetex-Projektingenieur Johannes Tietze das Verfahren, mit dem auch 40 mm kurze Carbonfasern zu attraktiven Zwischenprodukten recycelt werden können. Das danach in einem Heißpressprozess entstandene Erzeugnis dient als Grundmaterial für hochbelastbare Strukturbauteile. Zusätzlich wurden die mechanischen Eigenschaften der Halbzeuge durch die Kombination mit endlosfaserverstärkten Tapes verbessert. Das Recyclingprodukt soll, so die Erwartung der Forschenden, glasfaserverstärkten Kunststoffen, Konkurrenz machen, z.B. bei Anwendungen im Schienen- und Fahrzeugbau. Die Ergebnisse fließen nun in weiterführende Forschung und Entwicklung im Kooperationsnetzwerk Ressourcetex ein, einem geförderten Verbund von 18 Partnern aus Industrie und Wissenschaft.

Erfolgreiche Umsetzung in der Autoindustrie
Industriereife Lösungen für die Verwertung von Carbonfaser-Produktionsabfällen werden im Thüringischen Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung Rudolstadt (TITK) entwickelt. Mehrere dieser Entwicklungen wurden mit Partnern beim Unternehmen SGL Composites in Wackersdorf industriell umgesetzt. Die Aufbereitung der so genannten trockenen Abfälle, hauptsächlich aus Verschnittresten, erfolgt nach einem eigenen Verfahren. „Dabei führen wir die geöffneten Fasern verschiedenen Prozessen zur Vliesherstellung zu“, sagt die zuständige Abteilungsleiterin im TITK, Dr. Renate Lützkendorf. Neben den Entwicklungen für den Einsatz z.B. im BMW i3 in Dach oder Hintersitzschale wurden im TITK spezielle Vliesstoffe und Verfahren für die Herstellung von Sheet Molding Compounds (SMC) etabliert, das sind duroplastische Werkstoffe, die aus Reaktionsharzen und Verstärkungsfasern bestehen und zum Pressen von Faser-Kunststoff-Verbunden verwendet werden. Eingang fand dies z.B. in einem Bauteil für die C-Säule des 7er BMW. „In seinen Projekten setzt das TITK vor allem auf die Entwicklung leistungsfähigerer Prozesse und kombinierter Verfahren, um den Carbonfaser-Recyclingmaterialien auch von den Kosten her bessere Chancen in Leichtbauanwendungen einzuräumen“, betont Lützkendorf. So liege der Fokus gegenwärtig auf dem Einsatz von CF-Recyclingfasern in thermoplastischen Prozessen zur Platten- und Profilextrusion. „Ziel ist es, die Kombination von Kurz- und Endlosfaserverstärkung in einem einzigen, leistungsfähigen Prozess-Schritt zu realisieren.“

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Deutsche Industrieforschungsgemeinschaft Konrad Zuse e.V.

Design fürs Recycling in der Modebranche verbreiten (c) Hohenstein
Durch kreisförmige Bewegungen wird in dieser Maschine zur Textilprüfung u.a. die Scheuerfestigkeit geprüft
24.08.2020

Design fürs Recycling in der Modebranche verbreiten

  • Recycling ist mehr als eine Mode.

Doch zur Mode soll künftig verstärkt sinnvolles Recycling gehören: Die Menschen in Deutschland kaufen pro Jahr im Schnitt 26 kg Textilien pro Kopf, davon 12-15 kg Bekleidung. Ein hochwertiges Recycling ist angesichts dieser großen Mengen eine große Herausforderung. Zum verbesserten Recycling gehört Kreislaufwirtschaft, die schon beim Design von Produkten ans „Leben danach“, nämlich das nächste oder erneuerte Erzeugnis denkt. Wie das für Kleidung funktionieren kann, zeigen wir exemplarisch am Beispiel eines aktuellen Forschungsprojekts: Teil 2 unserer Serie zum Design für Recycling.

  • Recycling ist mehr als eine Mode.

Doch zur Mode soll künftig verstärkt sinnvolles Recycling gehören: Die Menschen in Deutschland kaufen pro Jahr im Schnitt 26 kg Textilien pro Kopf, davon 12-15 kg Bekleidung. Ein hochwertiges Recycling ist angesichts dieser großen Mengen eine große Herausforderung. Zum verbesserten Recycling gehört Kreislaufwirtschaft, die schon beim Design von Produkten ans „Leben danach“, nämlich das nächste oder erneuerte Erzeugnis denkt. Wie das für Kleidung funktionieren kann, zeigen wir exemplarisch am Beispiel eines aktuellen Forschungsprojekts: Teil 2 unserer Serie zum Design für Recycling.

Getränkeflaschen aus dem Kunststoff PET eignen sich schon heute aufgrund ihrer Sortenreinheit ideal fürs Recycling, und zwar nicht nur für Verpackungen. Unter dem Motto „Von der Faser zur Faser“ nutzt das die angewandte Forschung im Verbundprojekt DiTex für Mietwäsche. Die eingesetzten Fasern stammen aus recycelten PET-Flaschen, die Mietwäsche selbst soll nach ihrem ersten Lebenszyklus wieder zu Wäsche recycelt werden. „Mietwäsche eignet sich auch deshalb gut fürs Konzept ‚Design for Recycling‘, weil sich ihre Nutzung genau nachvollziehen lässt, was optimale Voraussetzungen fürs Recycling bietet“, erläutert Projektleiterin Dr. Anja Gerhardts vom Forschungsinstitut Hohenstein. Das Institut aus Baden-Württemberg ist in dem vom Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (IÖW) initiierten und koordinierten Vorhaben für Textilprüfungen und Produktspezifikationen zuständig. Fürs Nutzen statt Besitzen entwickeln die Verbundpartner je eine kreislauffähige Linie von Bettwäsche sowie von Polo- und Businesshemden. Die Hemden dienen als Dienstkleidung für Polizei und Rettungsdienst.

Intelligentes Etikett speichert Informationen Über den gesamten Nutzungskreislauf wird die Wäsche mit einer digitalen Tracking-ID ausgestattet. Dieses „intelligente“ Etikett speichert Informationen wie Faserherkunft, Materialkomposition und Beschaffenheit des Textils. Dadurch können Recyclingunternehmen die Produkte besser sortieren, den Recycling-Anteil erhöhen und aufwerten. In zahlreichen Waschversuchen wird in Hohenstein nun getestet, wie gut das Tracking-Tool sich bewährt, wie es um Reißfestigkeit, Weißgrad, Farbqualität, Haltbarkeit und Tragekomfort der Textilien bestellt ist, wenn sie im gewerblichen Textilservice bis zu 200 Mal gewaschen, geschleudert und getrocknet werden. „In DiTex bringen wir Nutzer, Beschaffer und Recycler von Textilien an einen Tisch, um kreislauffähiges Produktdesign Realität werden zu lassen“, erläutert Anja Gerhardts.

„Praxisnahe Forschung zu Fasern und Textilien gehört zu den Kernkompetenzen vieler unserer Institute, sei es für Industrieprodukte oder für verbrauchernahe Erzeugnisse. Projekte wie DiTex zeigen innovative Lösungen zum Design fürs Recycling. Durch den interdisziplinären Ansatz in unserem Verbund können auch andere Branchen von solchen Lösungen lernen“, erklärt die Geschäftsführerin der Zuse-Gemeinschaft, Dr. Annette Treffkorn.

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Bildquelle: Forschungsgemeinschaft Feuerfest
06.09.2019

Zuse Gemeinschaft: Forschung für mehr Recycling in der deutschen Industrie

Mehr Recycling ist nicht nur bei Kunststoffen, sondern auch bei vielen anderen Produkten und Materialien erforderlich, um die weltweite Übernutzung von Ressourcen zu bremsen. Das gilt für Metalle in Elektrogeräten oder Industrieanlagen ebenso wie für Sand oder Kies in Baustoffen. Forschungsinstitute der Zuse-Gemeinschaft arbeiten für Schlüsselbranchen erfolgreich am sparsameren Umgang mit wertvollen Rohstoffen.

Mehr Recycling ist nicht nur bei Kunststoffen, sondern auch bei vielen anderen Produkten und Materialien erforderlich, um die weltweite Übernutzung von Ressourcen zu bremsen. Das gilt für Metalle in Elektrogeräten oder Industrieanlagen ebenso wie für Sand oder Kies in Baustoffen. Forschungsinstitute der Zuse-Gemeinschaft arbeiten für Schlüsselbranchen erfolgreich am sparsameren Umgang mit wertvollen Rohstoffen.

Während für Verpackungen gesetzliche Vorgaben zur Steigerung des Recyclinganteils gelten, lebt das Interesse an mehr Recycling in anderen Branchen von wirtschaftlichen Anreizen. Das gilt z.B. für den begehrten Rohstoff Bauxit als Erz, der eine wichtige Basis für feuerfeste Werkstoffe ist. Die auch als Feuerbetone bekannten Produkte braucht man in Stahlwerken, Gießereien oder Kraftwerken mit ihren sehr hohen Temperaturen. Der Zugang zu den asiatischen Rohstoffquellen dürfte künftig nicht leichter werden. Das erhöht die Attraktivität des Recyclings in Deutschland. Feuerfeste Produkte sind aber sehr empfindlich auf die Auswahl der Rohstoffe und die fürs Recyceln vorgesehenen, eigentlich wertvollen Teile häufig leicht verunreinigt, so durch Eindringen von Gasen oder Flüssigkeiten. „Daher untersuchen wir, welche Auswirkungen bestimmte Verunreinigungen auf die Eigenschaften feuerfester Produkte haben und wie sich Rezepturen zielgerichtet auf den Einsatz von Recyclat-Rohstoffen hin optimieren lassen“, erläutert Christian Dannert von der Forschungsgemeinschaft Feuerfest (FGF), Mitglied der Zuse-Gemeinschaft.

 

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(c) Carlo Böttger / SBG gGmbH
03.04.2019

Pflanzlich gegerbte Leder für Prachtbauten aus dem Barock

Für den Schutz und die Pflege von Denkmälern verwenden die öffentlichen Haushalte in Deutschland pro Jahr rd. 500 Mio. Euro. Hinzu kommen die Ausgaben von etwa 1,9 Mrd. Euro für Museen und Sammlungen. Wie Geld für den Schutz und die Präsentation von Kulturgut angelegt ist, zeigen erfolgreiche Projekte aus den Reihen der Zuse-Gemeinschaft, die Forschungsergebnisse auf historische Räume ebenso wie auf neue Bauten oder auf Erdblöcke anwenden.

Für den Schutz und die Pflege von Denkmälern verwenden die öffentlichen Haushalte in Deutschland pro Jahr rd. 500 Mio. Euro. Hinzu kommen die Ausgaben von etwa 1,9 Mrd. Euro für Museen und Sammlungen. Wie Geld für den Schutz und die Präsentation von Kulturgut angelegt ist, zeigen erfolgreiche Projekte aus den Reihen der Zuse-Gemeinschaft, die Forschungsergebnisse auf historische Räume ebenso wie auf neue Bauten oder auf Erdblöcke anwenden.

In Wänden und Decken ruht die Kunst der Belüftung von Museen. An anderer Stelle sind die Wände selbst Kunstobjekt, so beim Tapetenschmuck. Das weiß man in Sachsen, wo das Schloss Moritzburg mit seinen wertvollen Goldledertapeten vom Reichtum des einstigen Königreichs im Barock erzählt. Das Leder für die Restauratoren stammt vom Forschungsinstitut Leder und Kunststoffbahnen (FILK). Abgeleitet aus den Merkmalen und Eigenschaften der historischen Ledertapeten erarbeiteten die Forschenden aus Freiberg eine Technologie zur Herstellung solcher Leder mit heute angewandten Gerbverfahren Dabei werden die Leder rein pflanzlich gegerbt. Ihre Eigenschaften ähneln so weit wie möglich den traditionell hergestellten originalen Ledern der Ledertapeten, um den Ansprüchen der Restauratoren zu genügen. Als Rohware dienen regional beschaffte Kalbs- und Ziegenhäute. Die FILK-Technik für Goldledertapeten ist so erfolgreich, dass sie auch im Ausland Zuspruch findet. Das Norwegische Nationalmuseum für Kunst, Architektur und Design nutzt Leder vom FILK für ein großes Projekt zur Restaurierung von Goldledertapeten aus dem 17. Jahrhundert. Auf die Leder aus Sachsen setzen die Restauratoren in Oslo, weil sie deren Qualität und die FILK-Transparenz beim Gerben schätzen.

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14.02.2019

Robert Boyle Institut neues Mitglied der Zuse-Gemeinschaft

Die Zuse-Gemeinschaft erhält weiteren Zuwachs. Als 73. Mitglied hat die Industrieforschungsgemeinschaft das Robert Boyle Institut e.V. aus Jena aufgenommen. Das Institut befasst sich mit Forschung und Entwicklung zu Erneuerbaren Energien und mit der Nutzung von Biomasse von der Mikrobiologie bis zur Planung von Anlagen.

Mit dem Robert Boyle Institut wächst die Zuse-Gemeinschaft in einem für aktuelle Forschungstrends wichtigen Technologiefeld: Kreislaufwirtschaft und Bioökonomie sind Schlüsselfragen für die weitere Entwicklung vieler Branchen. Das Robert Boyle Institut bringt hier seine Expertise u.a. bei der energetischen und stofflichen Nutzung von Biomasse und biogenen Reststoffen ein. Laborausrüstung und Softwarelösungen sowie Equipment für Biogasanlagen gehören ebenfalls zu den Kompetenzen des Forschungsinstituts.

Die Zuse-Gemeinschaft erhält weiteren Zuwachs. Als 73. Mitglied hat die Industrieforschungsgemeinschaft das Robert Boyle Institut e.V. aus Jena aufgenommen. Das Institut befasst sich mit Forschung und Entwicklung zu Erneuerbaren Energien und mit der Nutzung von Biomasse von der Mikrobiologie bis zur Planung von Anlagen.

Mit dem Robert Boyle Institut wächst die Zuse-Gemeinschaft in einem für aktuelle Forschungstrends wichtigen Technologiefeld: Kreislaufwirtschaft und Bioökonomie sind Schlüsselfragen für die weitere Entwicklung vieler Branchen. Das Robert Boyle Institut bringt hier seine Expertise u.a. bei der energetischen und stofflichen Nutzung von Biomasse und biogenen Reststoffen ein. Laborausrüstung und Softwarelösungen sowie Equipment für Biogasanlagen gehören ebenfalls zu den Kompetenzen des Forschungsinstituts.

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Die Aufbereitung von Kunststoffen, das sogenannte Compoundieren, ist zentraler Schritt bei der Kunststoffproduktion, so auch beim Recycling. (c) KUZ
Die Aufbereitung von Kunststoffen, das sogenannte Compoundieren, ist zentraler Schritt bei der Kunststoffproduktion, so auch beim Recycling.
20.12.2018

Kreislaufwirtschaft mit Kunststoffen: Forscher der Zuse-Gemeinschaft liefern Lösungen

Am 1. Januar 2019 tritt das Verpackungsgesetz mit seinen steigenden Anforderungen an das Recyceln von Kunststoff-Verpackungen in Kraft. Wie lässt sich die Wiederverwertung von Kunststoffen ausweiten und weiter verbessern? Antworten darauf haben Forschungsinstitute der Zuse-Gemeinschaft. Expertise in Sachen Kunststoffe ist in zahlreichen der bundesweit mehr als 70 Institute stark vertreten.

Am 1. Januar 2019 tritt das Verpackungsgesetz mit seinen steigenden Anforderungen an das Recyceln von Kunststoff-Verpackungen in Kraft. Wie lässt sich die Wiederverwertung von Kunststoffen ausweiten und weiter verbessern? Antworten darauf haben Forschungsinstitute der Zuse-Gemeinschaft. Expertise in Sachen Kunststoffe ist in zahlreichen der bundesweit mehr als 70 Institute stark vertreten.

Kunststoffe lassen sich am besten wiederverwerten, wenn sie nicht nur sortenrein getrennt zur Verfügung stehen, sondern sich auch in ihren Ausgangsstoffen gleichen. Allerdings geben Unternehmen ungern die sensiblen Daten ihrer Rezepturen preis. Hier setzt ein Projekt des Kunststoff-Zentrums SKZ an. Ohne die einzelnen Zutaten der Kunststoffe zu kennen, erfassen die Würzburger Wissenschaftler in einem neuen, von der EU geförderten Kooperationsprojekt, wichtige Messgrößen bei der Produktion wie Temperatur, Druck und Fließeigenschaften des Materials, die mittels digitaler Technologien für die Wiederverwertung bereitgestellt werden. „Wir entwickeln einen digitalen Werkzeugkasten, so dass die einzelnen, in der Neuware verwendeten Inhaltsstoffe nicht unbedingt bekannt sein müssen, um später ein hochwertiges Recycling-Produkt herzustellen“, erläutert Dr. Hermann Achenbach vom Geschäftsfeld Nachhaltigkeit des SKZ. So kann Recycling künftig schon verstärkt beginnen, bevor das Produkt aus Neuware überhaupt vermarktet ist. Das SKZ-Projekt zielt nämlich vor allem auf Reste aus der Produktion und gewerbliche Abfälle.

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Ministerpräsident Dr. Reiner Haseloff in Halle im Gespräch u.a. mit Dr. Steffen Keitel (m), SLV-Geschäftsführer. (c) Egbert Schmidt Fotografie
21.09.2018

ZUSE-TAG REGIONAL zeigte starkes Bekenntnis zur nachhaltigen Industrieforschung

Premiere mit starker Politik-Präsenz aus Bund und Ländern

Die privatwirtschaftlich organisierten Forschungsinstitute in Deutschland leisten einen zentralen Beitrag für den Transfer wissenschaftlicher Erkenntnisse in Mittelstand und Industrie hinein. Das wurde bei den hochkarätigen Veranstaltungen des ZUSE-TAG REGIONAL deutlich, die am 20.9.2018 bundesweit an rund 30 Standorten mit Beteiligung von mehr als 60 Instituten der Zuse-Gemeinschaft stattfanden. Neben der Präsentation von Innovationen bildete der Austausch mit der Politik aus Bund, Ländern und Kommunen einen Schwerpunkt des ZUSE-TAG REGIONAL, der erstmals in diesem Rahmen stattfand.

Premiere mit starker Politik-Präsenz aus Bund und Ländern

Die privatwirtschaftlich organisierten Forschungsinstitute in Deutschland leisten einen zentralen Beitrag für den Transfer wissenschaftlicher Erkenntnisse in Mittelstand und Industrie hinein. Das wurde bei den hochkarätigen Veranstaltungen des ZUSE-TAG REGIONAL deutlich, die am 20.9.2018 bundesweit an rund 30 Standorten mit Beteiligung von mehr als 60 Instituten der Zuse-Gemeinschaft stattfanden. Neben der Präsentation von Innovationen bildete der Austausch mit der Politik aus Bund, Ländern und Kommunen einen Schwerpunkt des ZUSE-TAG REGIONAL, der erstmals in diesem Rahmen stattfand.

„Unsere Forschungseinrichtungen haben am ZUSE-TAG REGIONAL den hohen Wert und die große Vielfalt ihrer Innovationen eindrucksvoll erlebbar gemacht. Im Gegenzug haben wir viel Wertschätzung erfahren. Darauf können wir in unserer Forschungsarbeit an den Instituten ebenso wie für unsere politischen Anliegen aufbauen“, erklärt der Präsident der ZuseGemeinschaft, Dr. Ralf-Uwe Bauer, in einer ersten Bilanz. Zu den Veranstaltungen in elf Bundesländern hatte sich viel Polit-Prominenz eingefunden, so aus dem Bundestag, von Länderregierungen, aus Landtagen und Schlüsselpositionen in Kommunen und Regionen.

Dr. Reiner Haseloff: Stärkung heimischer Wirtschaftskreisläufe
In Sachsen-Anhalt besuchte Ministerpräsident Dr. Reiner Haseloff die in Halle gemeinsam von drei Instituten ausgerichtete Veranstaltung. Anlässlich des ZUSE-TAG REGIONAL erklärte Ministerpräsident Haseloff: „Die Forschungsinstitute der Zuse-Gemeinschaft in Sachsen-Anhalt sind wichtige Projektpartner für zahlreiche kleine und mittlere Unternehmen. Sie tragen zur Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit regional bedeutsamer Branchen bei und stärken die heimischen Wirtschaftskreisläufe.“  

Andreas Lämmel: Förderung erleichtern
Bei der Gemeinschaftsveranstaltung von sechs Instituten der Zuse-Gemeinschaft In Dresden ging der CDU-Bundestagsabgeordnete Andreas Lämmel auf die Rahmenbedingungen privatwirtschaftlich organisierter Forschung für den Mittelstand ein. „Die hohe Kompetenz der in der Zuse-Gemeinschaft vereinten Institute wirkt positiv in verschiedenste Industriebranchen hinein. Die Förderung und Finanzierung von Forschungsinnovationen für den Mittelstand, wie sie die Institute der Zuse-Gemeinschaft hervorbringen, kann noch erleichtert werden“, sagte Lämmel.  

Yasmin Fahimi: Wichtige Ergänzung der deutschen Forschungslandschaft
Als „wichtige Ergänzung der deutschen Forschungslandschaft“ würdigte die SPD-Bundestagsabgeordnete Yasmin Fahimi die Zuse-Gemeinschaft. „Am Zuse-Tag REGIONAL haben die Mitgliedseinrichtungen bundesweit gezeigt, wie Innovation und Leistungsfähigkeit aussieht. Ich konnte mir persönlich ein Bild davon machen, wie die Mitglieder der Zuse-Gemeinschaft mit ihrer Arbeit zwischen den Hochschulen und der Industrie als ein Motor für den Mittelstand wirken“, sagte Fahimi bei einer Veranstaltung am IPH in Hannover. Ihr Fraktionskollege und Vorsitzende der SPD-Landesgruppe Baden-Württemberg, der Tübinger Dr. Martin Rosemann erklärte am NMI in Reutlingen: „Gerade in einer Arbeitswelt, die sich im Wandel befindet, brauchen wir neue Ideen und innovative Ansätze, um den starken Mittelstand bei uns in Baden-Württemberg zu unterstützen. Da sind Ideengeber wie die Zuse-Gemeinschaft von enormer Bedeutung. Hier in Reutlingen entstehen spannende Projekte und ich bin sicher, dass die eine oder andere uns bald auch in unserem Alltag begegnen wird."

Beate Müller-Gemmeke: Nachhaltige Produkte und zukunftsfähige Arbeitsplätze
Ebenfalls in Reutlingen betonte die Bundestagsabgeordnete Beate Müller-Gemmeke (Bündnis 90/Die Grünen) den Stellenwert der Forschungsarbeit an Instituten der Zuse-Gemeinschaft für Beschäftigung und Unternehmertum. „Wissenschaft und Forschung sind wichtige Ressourcen für eine zukunftsfähige Gesellschaft. Die Institute in Baden-Württemberg schaffen auch über die Region hinaus nachhaltige Produkte und zukunftsfähige Arbeitsplätze", erklärte die Arbeitsmarktexpertin der Bündnisgrünen bei der Veranstaltung des Naturwissenschaftlichen und Medizinischen Instituts an der Universität Tübingen (NMI).  

Dr. Petra Sitte für verstärke Förderung wissenschaftlicher Exzellenz
Die Bundestagsabgeordnete Dr. Petra Sitte, Die Linke, hob die wichtige Funktion der Forschungseinrichtungen für den Technologietransfer hervor: „Projekte von Forschungsinstituten der Zuse-Gemeinschaft leben vom wirtschaftlichen Erfolg der Technologieentwicklungen. Für einen auch künftig erfolgreichen Technologietransfer von der Forschung in die Industrie bietet sich eine verstärkte Förderung der wissenschaftlichen Exzellenz in den privatwirtschaftlich organisierten Instituten an“, sagte Sitte.

Nicola Beer: Zuse-Gemeinschaft als Bindeglied zwischen Wirtschaft und Wissenschaft
Die FDP-Abgeordnete Nicola Beer erklärte anlässlich des ZUSE-TAGES REGIONAL: „Die Sicherung unseres Wohlstandes wird entscheidend von der Entwicklung und der Anwendung innovativer Technologien abhängen. Die Zuse-Gemeinschaft als Zusammenschluss von privatwirtschaftlich organisierten Forschungsinstituten bildet die dritte wichtige Säule neben den Hochschulen und Großforschungsverbünden. Sie ist ein wichtiges Bindeglied zwischen Wirtschaft und Wissenschaft und wirbt als starker Verbund gegenüber der Politik um die Bedeutung von Forschung und Entwicklung für unsere Zukunft hier in Deutschland.“

Auch über den ZUSE-TAG REGIONAL hinaus zeigt die Zuse-Gemeinschaft ihre Innovationen. Neue Highlights aus der Forschungswelt der Institute werden online im Pressebereich laufend präsentiert, die Themen reichen von Biotechnologie und Ernährungsforschung über Gesundheits- und Medizintechnik, Textilien, Kunststoffe und Metalle bis hin zu Mikrosystem- und Werkzeugtechnik. 

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