BMBF fördert Projekt QuaResPro

Von der Quantenmechanik zum Ressourceneffizienten Produktdesign

Pressemitteilung, 08.02.2018

In der Metallurgie werden Erze aus dem Bergbau immer mehr durch Recyclingmaterial ersetzt. Um als Gesellschaft eine Kreislaufwirtschaft zu erreichen, muss der Erzeinsatz in Zukunft minimiert werden. Dabei erweist es sich allerdings als problematisch, dass Recyclingmaterial deutlich mehr Elemente enthält als ein natürliches Erz: Während Erze typischerweise 10 bis 20 Elemente enthalten, besteht zum Beispiel ein Smartphone aus 40 bis 50 Elementen. Darunter sind einige seltene Technologieelemente wie Neodym oder Dysprosium. Praktisch alle Technologieelemente weisen dieselben drei Merkmale auf: Sie sind selten, kritisch für High-Tech-Anwendungen und ihr Verhalten in schmelzmetallurgischen Anlagen während des Recyclings ist weitgehend unbekannt. Letzteres führt dazu, dass diese Elemente heutzutage entweder in der Schlacke verloren gehen oder in einem anderen Werkstoff wie Kupfer oder Stahl verdünnt werden.
Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert nun im Rahmen der Fördermaßnahme „KMU-Innovativ: Ressourceneffizienz und Klimaschutz“ das Gemeinschaftsprojekt QuaResPro - Von der Quantenmechanik zum Ressourceneffizienten Produktdesign. In QuaResPro werden die GTT Gesellschaft für Technische Thermochemie und -physik mbH (GTT) in Herzogenrath und das Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie (HIF) am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf Software-Werkzeuge und Materialdatenbanken entwickeln, um Produkte ressourceneffizienter zu entwerfen und das metallurgische Recycling von Technologieelementen zu verbessern.
In QuaResPro wird GTT thermodynamische Eigenschaften von chemischen Verbindungen mittels quantenmechanischer Berechnungen bestimmen. Dies erlaubt die Simulation des Verhaltens der Technologieelemente in schmelzmetallurgischen Aggregaten mit den Software-Werkzeugen FactSage, ChemApp und SimuSage. Mithilfe solcher Modelle können die Forscher am HIF beispielsweise die Rückgewinnungsquoten von Elementen vorhersagen und damit den besten Recyclingweg für ein Produkt ermitteln. Die Projektpartner wollen schließlich Regeln herleiten, wie man ein High-Tech-Produkt gestalten sollte, um die Elemente in den verschiedenen Bauteilen am Produkt-Lebensende wiedergewinnen zu können. Dies soll die Rückgewinnung der kritischen Technologieelemente erleichtern und stellt somit einen wichtigen Schritt in Richtung einer Kreislaufwirtschaft dar.
Die Ergebnisse aus QuaResPro sollen sowohl an Produktdesigner als auch in die metallurgische Industrie kommuniziert werden, um die Ressourceneffizienz sowohl in der Entstehung als auch während des Recyclings von Produkten zu verbessern.
GTT Gesellschaft für Technische Thermochemie und -physik mbH wurde 1983 aus der RWTH Aachen gegründet und ist einer der Entwickler der Simulationswerkzeuge FactSage, ChemApp und SimuSage sowie der dazugehörigen Materialdatenbanken. FactSage ist die führende Software für die thermochemische Berechnung von metallurgischen Systemen und wird weltweit an Universitäten, Forschungseinrichtungen und in Unternehmen eingesetzt. www.gtt-technologies.de
Das Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie (HIF) ist das nationale Institut auf dem Gebiet der Forschung zu mineralischen und metallhaltigen Rohstoffen. Es wurde im Jahr 2011 im Rahmen der Rohstoffstrategie der Deutschen Bundesregierung gegründet, beschäftigt rund 120 Mitarbeiter aus mehr als 30 Ländern und hat das Ziel, Technologien für einen nachhaltigen Umgang mit Ressourcen zu entwickeln. www.hzdr.de/hif

Ansprechpartner:
Dr.-Ing. Moritz to Baben
mtb@gtt-technologies.de
02407-59533