Aus der Branche

Prof. Manfred Renner und Prof. Christian Doetsch leiten ab August 2022 gemeinsam das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT. Als renommierte Wissenschaftler prägten sie zuletzt jeweils als Leiter des Bereichs Produkte und des Bereichs Energie die Ausrichtung des Instituts und folgen auf Prof. Eckhard Weidner, der in den Ruhestand tritt.

Erstmals in seiner Geschichte wird das Fraunhofer UMSICHT von einer Doppelspitze geführt. Beide Institutsleiter starteten ihre berufliche Laufbahn am Institut, ab August gestalten sie gemeinsam dessen Geschicke.

Prof. Manfred Renner ist promovierter Maschinenbauingenieur und spezialisiert auf Verfahrenstechnik und Business Development. Seit 2006 ist er am Fraunhofer UMSICHT in verschiedenen Funktionen beschäftigt und leitete zuletzt den Bereich Produkte mit 126 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern und einem Etat von 14,8 Millionen Euro. Mit seinen vielfach ausgezeichneten Forschungsarbeiten zur wasserfreien Ledergerbung mit verdichtetem Kohlendioxid hat er international Maßstäbe gesetzt. Mit der Entwicklung neuartiger aerogelbasierter Fassadendämmstoffe leistete er einen wesentlichen Beitrag zu umweltschonenden, zirkulären Anwendungen in der Bauindustrie und initiierte viele industrielle Projekte. Technologische Durchbrüche gelangen seinem Team insbesondere bei der Entwicklung einer neuartigen Brandschutzverglasung, die selbst extremster Hitze widersteht. Dafür erhielt sein Entwicklerteam im Oktober 2020 den Joseph-von-Fraunhofer-Preis.

Parallel zur Institutsleitung übernimmt Prof. Renner im August 2022 die Leitung des Fraunhofer Clusters of Excellence Circular Plastics Economy CCPE. In dieser Funktion vertritt er die Fraunhofer-Gesellschaft auf nationaler und europäischer Ebene im Hinblick auf die Transformation von Wirtschaft und Gesellschaft zu einer Circular Economy. Zudem gründet er an der Fakultät für Maschinenbau der Ruhr-Universität Bochum den Lehrstuhl Responsible Process Engineering. Im Rahmen seiner Professur wird er die systemische Entwicklung der Circular Economy auf Unternehmens-, regionaler und europäischer Ebene gestalten.

Prof. Christian Doetsch ist seit mehr als 25 Jahren im Bereich der Energieforschung tätig, die meiste Zeit davon beim Fraunhofer UMSICHT. Als Leiter des Bereichs Energie führte er ein Team von rund 145 Mitarbeitenden und verantwortete einen Etat von etwa 10,4 Millionen Euro. Seine technologischen Schwerpunkte sind Energiespeicher, Power-to-X-Technologien inklusive Elektrolyse-Wasserstoff und chemischer Umwandlung in Wertstoffe, Katalysatoren sowie die Modellierung und Optimierung von Energiesystemen. Sein maßgebliches Ziel ist dabei die Integration erneuerbarer Energien in ein sektorübergreifendes, resilientes Energiesystem.

Doetsch war 2015 Mitgründer des Start-ups Volterion GmbH & Co. KG, das Redox-Flow-Batterien entwickelt. International hohe Sichtbarkeit erzielte er durch das Re-Design von Stacks, einer Kernkomponente von Redox-Flow-Batterien, für die er mit seinem Team und Vertretern von Volterion im Mai 2021 den Joseph-von-Fraunhofer-Preis entgegennahm. Der Energieexperte ist zudem stellvertretender Sprecher der Fraunhofer-Allianz Energie und Task Manager zum Thema Energiespeicher bei der Internationalen Energieagentur IEA. Außerdem ist er Mitinitiator des »Open District Hub e. V.«, einem Verein zur Förderung der Energiewende im Quartier durch Sektorenkopplung.

Seit Januar 2020 ist er Professor für Cross Energy Systems in der Fakultät für Maschinenbau der Ruhr-Universität Bochum. Dort forscht er an den Themen ökologische Bewertung und Resilienz von cross-sektoralen Energiesystemen.

Hochschule Luzern und Texaid erforschen, wie gesammelte Kleidung besser recycelt werden kann

Über ein Drittel der gesammelten Altkleider können höchstens noch als Putzlappen oder Reisswolle wiederverwendet werden. Texaid und Forschende der Hochschule Luzern wollen den textilen Kreislauf nun weiter schliessen. Es hat sich gezeigt: Aus Alttextilien lassen sich Garn und Vlies für neue Teppiche und Dämmstoffe herstellen.

Texaid sammelt in der Schweiz jährlich rund 37 000 Tonnen Altkleider und sorgt dafür, dass diese ökologisch sinnvoll wiederverwendet werden. 30 Prozent der gesammelten Textilien sind in zu schlechtem Zustand, um sie als Secondhand-Kleidung weiterzutragen – Tendenz steigend, da der Trend hin zu billigen und billig produzierten Kleidern anhält. Die Frage war: Lassen sich diese Textilien hochwertig recyceln? Forscherinnen und Forscher der Hochschule Luzern und Texaid entwickelten Methoden, um die Altkleidung in der Schweiz zu einem groben Garn zu verspinnen, das sich gut für Teppiche eignet. Aus den kürzeren Fasern und sogar aus dem Staub, der beim Reissen der Stoffe entsteht, stellten Designforscher und Materialforscherinnen Prototypen her, die beispielsweise zur Schalldämmung genutzt werden könnten.

Prozesse analysiert, Anwendungen optimiert

Texaid verfolgt den «Close the Loop»-Ansatz: Sie will textile Kreisläufe nachhaltig und ganzheitlich schliessen und für den Rohstoff aus Altkleidern neue und auch höherwertige Verwendungen finden. Sie hat dafür das Projekt «Texcycle» ins Leben gerufen, eine Zusammenarbeit von Texaid, der Hochschule Luzern und Coop, gefördert durch Innosuisse.

Eine designgetriebene Forschung bot die Möglichkeit, die hochkomplexe Nachhaltigkeitsproblematik der textilen Kreisläufe neu anzugehen. Dafür mussten die Forschenden folgende Fragen beantworten: Welche textilen Materialien liegen nach heutigen Sortiermöglichkeiten der Altkleideraufbereitung vor? Wie lassen sie sich auf welche Art und Weise neu verarbeiten? Wie könnte eine Produktepalette mit neu gewonnenen Materialien aus Alttextilien aussehen?

Nicht nur nach Kleidungsart, sondern auch nach Material trennen

In einem ersten Schritt analysierten die Forscherinnen und Forscher die Prozesse der Altkleideraufbereitung und optimierten sie für neue Anwendungen. «Bisher werden die gesammelten Kleider nach Kleidungsart – z.B. Männerhemd, Damenhose, Mantel – sortiert», erklärt Anna Pehrsson, Recycling Solutions Specialist bei Texaid. Für eine bessere Weiterverwendung spielt aber das Material der Kleidung eine grössere Rolle; nach diesen Kriterien wird derzeit kaum getrennt.

Derzeit wird ein nicht mehr tragbarer Pullover aus Baumwolle zu Putzlappen verarbeitet, obwohl sein Material in hochwertigen Produkten gefragt wäre. Das wollen die Forscherinnen und Forscher ändern. «Wir haben vorgeschlagen, sechs Materialkategorien einzuführen», sagt Brigitt Egloff, Wissenschaftliche Mitarbeiterin im Departement Design & Kunst. So liessen sich beispielsweise Produkte mit einem hohen Baumwollanteil gesondert sortieren. Denn je reiner ein Material ist, umso leichter lassen sich Weiterverwendungsmöglichkeiten finden.

Teppichprototyp

In der Wollspinnerei Huttwil AG wurden Materialien zu Faden versponnen. Dabei stellte sich heraus, dass die besten Resultate erzielt werden, wenn das recycelte Material aus den Altkleidern mit Wollabfällen aus der Spinnerei kombiniert wird. So lässt sich ein 100%-Recycling-Garn herstellen und der grobe Faden zu Teppichen weiterverarbeiten. Erste Prototypen sehen vielversprechend aus.

Recycelte Kleidung als Dämmmaterial

Auch die Designforscher von Design & Kunst und die Materialforscher des Departements Technik & Architektur können erste Prototypen vorweisen. Sie nutzten die kurzen Fasern zur Herstellung von Vlies, einer losen, nicht gewebten Verbindung von Fasern, und entwickelten verschiedene Anwendungsmöglichkeiten als Dämmmaterialien. Diese können vor allem im Bereich der Schalldämmung von Innenräumen oder von Fassaden Verwendung finden. Eine Schwierigkeit dabei: «Die technischen Anforderungen an Bauprodukte in der Architektur haben strenge Auflagen und Normen zu erfüllen. Gegensätzliches trifft bei Bekleidung oder textilen Ausstattungen zu», sagt Materialforscherin Susanne Triller und Wissenschaftliche Mitarbeiterin im Departement Technik & Architektur. Damit das Material im Bau verwendet werden darf, muss bewiesen sein, dass es schadstofffrei ist und als nicht brandgefährlich zertifiziert werden kann.

In einem Folgeprojekt könnten nun Wege gefunden werden, aus Alttextilien auch feine Garne zu spinnen – so fein, dass aus ihnen wieder neue Kleider hergestellt werden können.