Erstmals Standardwerk für nachhaltige Aluminium-Produktion
Eine nachhaltige Produktion, wie sie in den UN-SDGs gefordert wird, erfordert erhebliche Fortschritte bei der effizienten Nutzung von Ressourcen. Aluminiumlegierungen aus Schrott benötigen nur etwa 5 Prozent der Energie, die bei der Gewinnung aus Erzen verbraucht wird und reduziert den CO2-Fußabdruck des Materials in ähnlichem Ausmaß. Unter Federführung von Prof. Dierk Raabe vom Max-Planck-Institut für Eisenforschung in Düsseldorf und Univ.-Prof. Stefan Pogatscher von der Montanuniversität Leoben haben 22 Wissenschaftler mehr als zwei Jahre lang knapp 1.300 wissenschaftliche Arbeiten zu einem umfassenden Überblicksartikel kondensiert – dem ersten seiner Art über das Thema.
Aluminium-Schrott – „Pressed-cans“ – Foto © Norsk Resirk A/S homepage, Copyrighted free use über Wikimedia Commons
Schätzungen zufolge wird sich die Menge an Aluminium, das für das Recycling verfügbar ist, bis 2050 verdoppeln. Das bietet einerseits die Möglichkeit, die Metallurgie näher an eine Kreislaufwirtschaft heranzuführen. Andererseits ist es eine enorme Herausforderung, da es sich hierbei um große Mengen an Altschrott (beispielsweise Altautos) handelt und dieser einen hohen Grad an Verunreinigung aufweist.
Recycling von Aluminium
Die Verwertung von Aluminium-haltigen Schrotten führt im Vergleich zu vielen anderen Metallen zu einer großen Problematik, weil der unedle Charakter von Aluminium die Entfernung der meisten Elemente erschwert und diese Verunreinigungen die Materialeigenschaften verschlechtern können. Neben neuen Herstellverfahren muss das bereits bei Strategien für eine nachhaltige Legierungsentwicklung berücksichtigt werden. Eine Verschiebung von der Herstellung aus Erzen hin zum Recycling erfordert daher ein besseres Verständnis dafür, wie sich mehrere schrottbezogene Verunreinigungen auf Aluminiumlegierungen auswirken und wie künftige Werkstoffe von vornherein so gestaltet werden können, dass sie schrottkompatibel und zusammensetzungstolerant werden.
Konsolidierung einer neuen Disziplin
Obwohl dieses Thema enorme wirtschaftliche Bedeutung hat und es in unterschiedlichen wissenschaftlichen Communities bereits viel Forschungsaktivität gibt, war bisher keine Übersichtsarbeit oder Standardwerk vorhanden. Die neue Arbeit ermöglicht erstmals einen ganzheitlichen Zugang zum gesamten Kreislauf von Aluminium „von der Wiege bis zur Bahre“ aus Sicht des Materials. Der Übersichtsartikel wurde Anfang Mai open access in Progress in Materials Science veröffentlicht.
->Quellen:
- unileoben.ac.at/nachhaltige-produktion
- Originalveröffentlichung: Dierk Raabe, Dirk Ponge, Peter J.Uggowitzer, Moritz Roscher, Mario Paolantonio, Chuanlai Liu, Helmut Antrekowitsch, Ernst Kozeschnik, David Seidmann, Baptiste Gault, Frédéric De Geuser, Alexis Deschamps, Christopher Hutchinson, Chunhui Liu, Zhiming Li, Philip Prangnell, Joseph Robson, Pratheek Shanthraj, Samad Vakili, Chad Sinclair, Laure Bourgeois, Stefan Pogatscher: Making sustainable aluminum by recycling scrap: The science of “dirty” alloys, in: Progress in Materials Science – doi.org/10.1016/j.pmatsci.2022.100947, PDF: reader.elsevier.com/reader/sd/pii – open access