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Fraunhofer-Einrichtung für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie IWKS

Die Fraunhofer-Einrichtung für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie IWKS (Fraunhofer IWKS) mit den beiden Standorten in Alzenau (Bayern) und Hanau (Hessen) entwickelt strategische und technische Lösungen zur effizienten Gewinnung von Sekundärwertstoffen und zur Substitution von kritischen Werkstoffen in Funktionsmaterialien. Beispielsweise werden innovative Trenn-, Sortier- und Aufbereitungsverfahren erarbeitet, um eine nachhaltige Produktivitätssteigerung sowie Recycling- und Reuse-Quoten deutlich zu erhöhen. Ziel der Forschungsarbeiten ist es, eine geschlossene Kreislaufwirtschaft zu etablieren und Abfälle zu vermeiden, indem wertvolle Rohstoffe zurückgewonnen und wiederverwertet oder durch nachhaltige Alternativen ersetzt werden.

Mit seinem Forschungsteam aus den Fachbereichen Umweltmanagement, Verfahrenstechnik, Materialwissenschaften, Wirtschaftsingenieurwesen, Biologie, Chemie und Physik setzt das Fraunhofer IWKS auf einen interdisziplinären Forschungsansatz. Damit steht gebündelte Expertise für verschiedenste Stoffströme zur Verfügung, darunter Elektroaltgeräte, Schlacken und Schlämme, Magnetwerkstoffe, biogene Rohstoffe, Energiematerialien sowie Verbundmaterialien.

Der Aufbau und die Organisation von Wissenschaftsnetzwerken ist ein wesentlicher strategischer Baustein der Arbeit des Fraunhofer IWKS. Dazu ist das Fraunhofer IWKS in regionalen, nationalen und internationalen Netzwerken aktiv, die sich dem nachhaltigen Umgang mit wertvollen Ressourcen und Energie verschrieben haben. Auf regionaler Ebene bringt das Fraunhofer IWKS neben der Partnerschaft mit dem REZ unter anderem im bayernweiten Cluster "Neue Werkstoffe" seine Expertise ein. Auf nationaler Ebene arbeitet das Fraunhofer IWKS beispielsweise im virtuellen "German Resource Research Institute" (GERRI) gemeinsam mit anderen Forschungseinrichtungen an nationalen Rohstoffinfrastrukturen und -strategien.

Das Fraunhofer IWKS in Alzenau forscht schwerpunktmäßig in folgenden Themenbereichen:

• Digitalisierung der Ressourcen:
  Materialselektive Zerkleinerung, sensorgestützte Sortierung von komplexen Stoffströmen unter Nutzung von Machine-Learning Algorithmen, Prozessmodellierung, -bewertung und -optimierung anhand multipler Kriterien (ökologisch, ökonomisch, technisch) zur Steigerung der Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz von Produktsystemen entlang ihres Lebenszyklus
• Bioökonomie:
  Gewinnung und Modifikation von biobasierten Polymeren und Fasern aus Nebenprodukten und Prozessabfällen der Lebensmittelindustrie (u. a. für biobasierte und bioabbaubare Kunststoffbeschichtungen).
  Ein relativ neues Thema ist die plasmabasierte Zersetzung von Kohlenwasserstoffen in die Bestandteile Kohlenstoff und Wasserstoff und deren Verbindungen unter Vermeidung einer Freisetzung von CO2. Ziel ist es, nicht nur ein zur thermischen Verwertung alternatives Verfahren zur energieeffizienten Behandlung Erdöl-basierter End-of-Life-Produkte zu etablieren, sondern auch die Zersetzungsprodukte wieder in den Materialkreislauf einzubringen.