Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Aufwertung von kohlenstoffhaltigen Reststoffen und Koppelprodukten auf Kohlenstoff-Basis durch Rekristallisation aus Metallschmelzen.

Im Forschungsvorhaben RekCarb wird ein neuer Lösungsansatz für die nachhaltige Verwertung von Kohlenstoff-haltigen Reststoffen und Koppelprodukten auf Kohlenstoff-Basis entwickelt und im Technikumsmaßstab erprobt. Ziel ist es, ideale Voraussetzungen für die Kristallisation des Kohlenstoffs zu definierten Strukturen zu schaffen. Außerdem wird die Eignung unterschiedlicher Kohlenstoffquellen für die Aufwertung im neuartigen Schmelzrekristallisationsverfahren überprüft. Ein besonderes Augenmerk liegt dabei auf Kohlenstoff aus der Umsetzung von Kohlenwasserstoffen zu Halogenwasserstoff. Schließlich wird ein Konzept zur Abtrennung des Produktmaterials von der Schmelze entwickelt. Die Materialstruktur und Oberflächengruppen werden analysiert. Zusätzlich werden eine Ökobilanz des Konzeptes erstellt und die Prozessparameter optimiert.

Kohlenstoffhaltige Reststoffe fallen u. a. in Form von Rußen und Altkunstoffen oder bei der Pyrolyse von Kohlenwasserstoffen an. Letzteres dient vor allem der Bereitstellung von Wasserstoff, als Energieträger und als Reduktionsmittel der Zukunft für die Stahlerzeugung. Das Verfahrenskonzept RekCarb dient der Verwertung dieser kohlenstoffhaltigen Reststoffe. Das Konzept basiert auf dem Lösen definierter Mengen festen Kohlenstoffs in Schmelzlegierungen (z.B. aus Ni oder Fe). Die Zusammensetzung der Schmelze und die Temperaturführung über induktive Beheizung werden variiert. Auf der Oberfläche der Schmelzen wird Kohlenstoff in unterschiedlichen Formen auskristallisiert, u.a. als Graphen, welches zu Elektroden, Feuerfestmaterial oder zu Verschleißschutzbeschichtungen weiterverarbeitet werden kann.

Die Ergebnisse versprechen für KMU eine Möglichkeit zur Erschließung des Marktes für C-Nanomaterialien durch eine alternative und nachhaltige Produktionsmethode, sowie die Entwicklung neuer innovativer Produkte. Des Weiteren profitieren KMU, welche die erforderliche Hochtemperaturprozess- und Messtechnik anbieten.