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4.11: Welche Ressourcen und Werkstoffe können wir nachhaltig nutzen?

12.06.2022 13:38 4. Innovation | Technik | Arbeit Autor*innen und Mitwirkende

Wie gehen wir mit der Ressourcenknappheit um? Wie helfen uns Recycling und Upcycling weiter? Welche Verfahren müssen entwickelt werden, damit wir eine möglichst hohe Recyclingquote erreichen können? Und wie entschärfen wir Atommüll?

Die Ressourcen auf unserem Planeten sind endlich. Um der wachsenden Bevölkerung und der Komplexität von Leben und Lebensgestaltung Rechnung zu tragen, ist es wichtig, endliche Ressourcen möglichst nachhaltig einzusetzen. Dafür ist eine möglichst hohe Recyclingquote wichtig, aber es sind noch viele Fragen bei der Wiederverwendung von Stoffen offen – sowohl Fragen der Grundlagenforschung als auch der Anwendung. 
Thema dieses Clusters ist nicht nur Recycling (Plastikwiederverwertung), sondern auch Upcycling. Darunter werden u.a. Prozesse gefasst, die aus CO2 wieder Plastik gewinnen. Ein weiterer Schwerpunkt sind die Membranforschung (z.B. für das Filtern von Meerwasser oder die Reinigung von Grundwasser) und ressourcen- und umweltschonende Herstellungsverfahren (z.B. für Medikamente, Energiematerialien, hochwirksame Katalysatoren und Nanotechnologie). Ergänzend dazu geht es um neuartige Verfahrenstechniken (z.B. das Gießen von Häusern aus Beton per 3D-Druck oder die Herstellung von Fleischersatz). Schlussendlich steht die Forschungsfrage, ob eine Entschärfung von Atommüll möglich ist, indem man beispielsweise versucht, aus hochradioaktiven Elementen weniger radioaktive Elemente herzustellen.


Trotz umfangreicher Forschung haben wir Stoffe noch nicht ausreichend verstanden. Materialien müssen optimiert und Herstellung- sowie Wiederaufbereitungsprozesse effizienter werden. Die Ressourcenknappheit verlangt Antworten auf die Forschungsfragen: Wo lohnt es sich, Materialien auf Kohlenstoffbasis zu bauen (z.B. Computer aus Erbgutmaterial und Batterien aus Eiweiß)? Durch welche Stoffe kann Plastik ersetzt werden? Wie gehen wir zukünftig mit Wasser um? Wie sieht eine effiziente Trinkwassergewinnung aus? Welches sind die Baustoffe der Zukunft? Welche neuen Materialeigenschaften, die die Nachhaltigkeit und Langlebigkeit von Produkten im tagtäglichen erhöhen bzw. verstärken gilt es zu entwickeln? Wie stellen wir neue und bewährte Materialien möglichst umweltschonend und mit wenig Energie her? Wie lösen wir das Atommüllproblem? Lässt sich dieser materialwissenschaftlich und chemisch so „verpacken“, dass er für die Umwelt den geringsten Schaden anrichtet? Um diese Fragen zu beantworten, sind nicht nur neue chemische und materialwissenschaftliche Verfahren, sondern auch physikalische Analysemethoden (z.B. Photonen-Analytik) zu entwickeln, um den Forschungsfortschritt möglichst exakt zu vermessen und auswerten zu können.

  • Wann gibt es Plastikersatz? 26439
  • Können Plastikprodukte abbaubar werden? 12276
  • Wie bekommen wir den Plastikmüll wieder aus dem Meer? 31238
  • Wie schaffen wir es, weltweit eine Kreislaufwirtschaft zu etablieren? 13623
  • Wie kann die Gewinnung von Rohstoffen, die Herstellung, Nutzung und Entsorgung im Zusammenhang mit Batterien für Mobilitätsbedarfe sozial, umweltfreundlich und nachhaltig erfolgen? 15280
  • Ist ein 100%iger Recyclingprozess technisch machbar und auf alle Lebensbereiche ausweitbar? 13894
  • Gibt es neue, günstigere und nachhaltige Baustoffe/-methoden, die kurzfristig genutzt werden können? 31242
  • Wie kann Beton nachhaltig werden? 28261
  • Was ist zu tun, damit wir mehrwertbehaftete Metallbauteile je nach Bedarf dezentral mittels 3D-Druck herstellen? 12938
  • Ist es möglich, dass allen Menschen auf der Welt genügend Trinkwasser und Nahrung zur Verfügung steht und was muss dafür passieren? 13332
  • Wie lässt sich auf natürlichem Weg Gas und Öl wiederherstellen? 23414
  • Man sagt das Internet würde nichts vergessen, aber wird es nicht ab einem bestimmten Punkt keinen Platz mehr für Server geben? Das speichern unnötiger Informationen ist doch teuer und energieaufwendig 28199

Autor*innen:

Prof. Dr. Simone Techert

Mitwirkende:

Prof. Dr. -Ing. halbil Dierk Raabe
Prof. Dr. rer. nat. Martina Schraudner
Ulrike Dittmann
Steve Hoferick
Ronald Sommer
Dominic Straub
Timo Wacke
Heinz Wenker


Kommentare

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Natürliche Baumaterialien

24.06.2022 16:33 kreativ ist eine inhaltliche Ergänzung

Biobaustoffe, Baumaterial aus der Natur verbrauchen weniger Herstellungsenergie (graue Energie), weil sie weniger Transportwege benötigen und recyclebar sind. Wohnen wird gesünder. Einige Beispiele für natürlichen Baumaterialien: Hanf, Flachs, Bambus, Lehm, Holz, Gips, Linoleum und nicht zuletzt Pilze = Myzelien aus dem Wurzelgeflecht, das übrigens ultraleicht ist, es kann als Dämmmaterial eingesetzt werden, lässt sich massenhaft züchten und ist kompostierbar.

 

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