Impulse zerlegen Elektroschrott

20. Mai 2019, 15:33 Uhr
Elektroschrott, Bild: Volker Thies, GNU FDL 1.2.
Elektroschrott, Bild: Volker Thies, GNU FDL 1.2.
Mit kurzen gepulsten elektrischen Feldern hoher Feldstärke lässt sich Elektroschrott schnell, sauber und preiswert zerlegen und zerkleinern. Dabei lassen sich sogar Kunststoffe von Metallen trennen.

Forscher der japanischen Kumamoto Universität haben ein neuartiges Verfahren entwickelt, mit dem das Recycling von Elektroschrott effektiver gestaltet werden könnte. Mit einer schnellen Folge kurzer Impulse von starken elektrischen Feldern werden in Sekundenbruchteilen so große differentielle Kräfte auf die Materialien übertragen, die üblicherweise bei Elektroschrott vorkommen, dass sich verbundene Stoffe voneinander trennen und in kleine Teile zerfallen.

3,5 Megapascal

Der Elektronikschrott wird zwischen den zwei Elektroden positioniert, die mit der Impulsfolge beaufschlagt werden. Dabei entstehen Drücke von bis zu 3,5 MPa bzw. 35 bar. Damit lässt sich nicht nur Material zerkleinern, sondern nach Sorten trennen. Versuche an zu recycelnden CDs und DVDs bewiesen die prinzipielle Funktion. Diese Datenträger bestehen aus Polycarbonat und einer dünnen, aufgedampften Metallschicht. 30 Impulse genügen für die sortenreine Trennung der Materialien. Die Energiekosten sind mit etwa 0,003 € pro 100 CDs (in Japan) sehr gering.

Schockwellen

Die Forscher überwachten die Auswirkungen der entstehenden Schockwellen mit einer Hochgeschwindigkeitskamera. Am Beginn des Trennprozesses zeigten zwei Lichtemissionen in blauer und oranger Farbe als Plasmaentladungen. Nach den Lichtblitzen und mit dem Abklingen der Impulse konnte man sehen, dass das Material in kleinen Teilen auseinander flog.
Das Projekt demonstriert die prinzipielle Nutzbarmachung elektrisch erzeugter Schockwellen für die effektive Materialtrennung. Heute wird Elektroschrott immer noch meist mechanisch zerkleinert und zuvor in Handarbeit vorsortiert. Das ist zeitaufwendig, teuer, gelegentlich sogar gesundheitsgefährdend und trotzdem ist die Sortenreinheit nicht verbesserungswürdig.

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