Elektrodynamische Fragmentierung: Mit »Blitzen« selektiv trennen anstatt nur zu zerkleinern

Elektrodynamische Fragmentierung
© Fraunhofer IBP

Die Technologie der elektrodynamischen Fragmentierung beruht auf dem physikalischen Prinzip, dass ultrakurze elektrische Impulse (< 500 ns) bevorzugt durch Festkörper verlaufen: Bringt man z. B. einen Verbundwerkstoff unter Wasser und legt zwischen zwei Elektroden eine hohe Spannung an (ca. 200 kV), entstehen Funkenentladungen, die bevorzugt entlang von Kornoberflächen bzw. Phasengrenzen durch den Festkörper hindurchwandern und ihn damit mechanisch schwächen.

Echtes Recycling statt Downcycling

Bei einem nachfolgenden elektrischen Durchschlag entsteht ein Plasmakanal, der sich schlagartig ausdehnt und das Material schließlich durch eine Elektroexplosion selektiv in die Einzelkomponenten auftrennt. Im Vergleich zu mechanischen Methoden, muss bei diesem Verfahren nur die Zugspannung des Materials überwunden werden. Die EDF-Technologie bietet damit eine nachhaltige Lösung zur Bekämpfung der Ressourcenknappheit, indem sie z. B. aus Altbeton wieder Bausand ebenso wie Ersatzrohstoffe für die Zementproduktion gewinnt. 

Zudem bedient die kosteneffiziente disruptive Technologie eine große, schnell wachsende Nachfrage: So kann das EDF-Verfahren eine wesentliche Rolle bei der Reduzierung von CO2-Emissionen in der Baustoffindustrie spielen, indem es bei der Prozessierung von Altbeton sekundären Kalk erzeugt – der sich wiederum ideal als Zementersatzrohstoff eignet. Die EDF-Technologie ermöglicht es auf diese Weise, Stoffkreisläufe für Verbundwerkstoffe vollständig zu schließen, d. h. Recycling statt Downcycling zu betreiben.

Hochwertige Rezyklate aus Verbundwerkstoffen

Durch die selektive Freilegung der Bestandteile von Kompositmaterialien mit anschließender Siebung oder Sortierung lassen sich hochwertige Rezyklate mit einem hohen Verwertungspotenzial wiedergewinnen. Für die Aufbereitung von Feuerfestbetone und Altbeton bedeutet dies die Rückgewinnung der Zuschläge (z. B. Zirkonoxid, Tabulartonerden, Kies) – in derselben Qualität wie die Original-Materialien. So ist es möglich, auch Stoffe aufzutrennen, die mit mechanischen Methoden nicht separierbar sind wie z. B. Stahlfaserbeton. In Müllverbrennungsaschen lässt sich die Rückgewinnungsquote von Nichteisen-Metallen wie Zink oder Kupfer von üblichen 30% nach einer EDF-Behandlung auf ca. 80% erhöhen.

Unsere Expert*innen arbeiten mit einem Generatorenhersteller zusammen, dem es gelungen ist, den bei der Fragmentierung anfallenden Energieverbrauch in die Bereiche einer mechanischen Aufbereitung zu reduzieren. Damit ist eine wirtschaftliche Nutzung des Verfahrens heute möglich. Wir sind bereit – nehmen Sie Kontakt zu uns auf!