16.06.2021 - Kaunas University of Technology

Umweltfreundliche Technologie zur Energiegewinnung aus Textilabfällen

Wissenschaftler aus Litauen schlagen Methode zur Umwandlung von Fussel-Mikrofasern aus Wäschetrocknern in Energie vor

Ein Team von Wissenschaftlern der Technischen Universität Kaunas und des Litauischen Energieinstituts schlug eine Methode vor, um die in Wäschetrocknern vorkommenden Fussel-Mikrofasern in Energie umzuwandeln. Sie haben nicht nur eine Pilot-Pyrolyse-Anlage gebaut, sondern auch ein mathematisches Modell entwickelt, um mögliche wirtschaftliche und ökologische Ergebnisse der Technologie zu berechnen. Die Forscher schätzen, dass durch die Umwandlung der von 1 Million Menschen produzierten Fussel-Mikrofasern fast 14 Tonnen Öl, 21,5 Tonnen Gas und fast 10 Tonnen Holzkohle erzeugt werden könnten.

Jedes Jahr verbraucht die Weltbevölkerung etwa 80 Milliarden Kleidungsstücke, und davon landen etwa 140 Millionen Euro auf der Mülldeponie. Dies geht mit großen Mengen an Emissionen einher und verursacht ernsthafte Umwelt- und Gesundheitsprobleme. Eine der Möglichkeiten, den Fußabdruck des Kleidungskonsums zu verkleinern, ist die Verringerung der Auswirkungen der Wäsche. Bei einem Maschinenwaschvorgang von Textilien entstehen aus 1 kg Textil etwa 300 mg Mikrofasern.

"Fussel-Mikrofasern werden als Mikroplastik eingestuft. Während große Kunststoffteile relativ einfach aussortiert und recycelt werden können, ist dies bei Mikroplastik - winzigen Kunststoffteilen mit einem Durchmesser von weniger als 5 mm - nicht der Fall. Große Mengen von Mikroplastik werden in unsere Abflüsse gespült und gelangen in unsere Meere und bedrohen die Umwelt", sagt Dr. Samy Yousef, leitender Forscher an der Kaunas University of Technology (KTU), Fakultät für Maschinenbau und Design.

Dr. Yousef ist der Leiter des interinstitutionellen Teams, das eine umweltfreundliche Technologie zur Gewinnung von Energieprodukten aus Textilabfällen entwickelt hat. Für das Experiment wurden Fussel-Mikrofasern aus den Filtern der Trocknungsmaschinen in den Wohnheimen der KTU gesammelt. Da die Bewohner der Wohnheime aus verschiedenen Kulturen in Europa, Afrika, Asien und Amerika stammen, waren die gesammelten Proben sehr vielfältig. Mit Hilfe einer Pilot-Pyrolyseanlage, die in den Labors des Litauischen Energieinstituts gebaut wurde, konnten die Wissenschaftler drei Energieprodukte - Öl, Gas und Holzkohle - aus den gesammelten Flusen-Mikrofaser-Chargen gewinnen. Bei thermischer Behandlung zerfallen die Fussel-Mikrofasern mit einer Umwandlungsrate von etwa 70 Prozent in Energieprodukte.

"Wenn wir an Textilabfälle denken, stellen wir uns in der Regel lange Gewebe mit hoher Kristallinität vor, die mit Farbstoffen und Schmutz verunreinigt sind. Es wird viel Energie benötigt, um den festen Abfall in Flüssigkeit umzuwandeln. Lint-Microfiber ist jedoch ein etwas 'gebrochener Faser'-Textilabfall; er hat eine einheitliche Größe und Form, enthält viele brennbare Verbindungen (resultierende Baumwoll- und Polyesterelemente), seine Umwandlung ist einfacher", sagt Dr. Yousef.

Die Forscher entwickelten auch ein mathematisches Modell, um die wirtschaftliche und ökologische Leistung der vorgeschlagenen Strategie zu bewerten, basierend auf den von 1 Million Personen erzeugten Fussel-Mikrofasern. Die Studie zeigt, dass die Strategie, wenn sie im industriellen Maßstab angewandt wird, profitabel und umweltfreundlich ist: Die Energie aus den von 1 Million Menschen erzeugten Flusen-Mikrofasern hat eine geschätzte Rentabilität von etwa 100 T€ und einen reduzierten Kohlenstoff-Fußabdruck von 42.039.000kg CO2-eq/t Flusen-Mikrofasern.

"Ich glaube, dass das Sammelsystem, ähnlich wie die Pfandrückgabe für Getränkeverpackungen, auf der Grundlage unserer Forschung entwickelt werden könnte. Ein Haushalt würde die Flusen-Mikrofasern aus den Filtern seiner Trockenmaschine zu einer Sammelstelle bringen und dafür eine Art Entschädigung erhalten. Wir haben die Technologie vorgeschlagen und Berechnungen angestellt, die weiter entwickelt werden können", sagt Dr. Yousef.

Laut der Forschung können Fussel-Mikrofasern als erneuerbare Energiequelle betrachtet werden, die Nachhaltigkeit gewährleistet und den allgemeinen Übergang der Textilindustrie zu einer Kreislaufwirtschaft beschleunigt. Zusätzlich zu der oben beschriebenen Studie haben Dr. Yousef und seine Forschungsgruppe weitere grüne/umweltfreundliche Technologien entwickelt, um Baumwolle, Glukose und Energieprodukte aus Textilabfällen und ausgedienten Euro-Banknoten durch mechanische, thermische, chemische und biologische Behandlungen zu gewinnen.

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