Nachhaltiger Materialkreislauf für Stahl

Nachhaltiger Materialkreislauf für Stahl

Der Rohstoffverbrauch unserer Gesellschaften hat ein Allzeithoch erreicht. Angesichts begrenzter Ressourcen drängt die Frage: Wie lange kann der Planet unsere Bedarfe decken? Eine Antwort darauf liegt in intelligentem Materialdesign und geschlossenen Materialkreisläufen, um Verluste an Material und Wertschöpfung zu minimieren. Forschende am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) nehmen im nun gestarteten EU-Projekt NANO-S-MART den Materialkreislauf der Stahlproduktion in den Blick.

Verunreinigungen machen Stahl in Europa unbrauchbar

Stahl gilt als „Musterschüler“ in der Recyclingindustrie und wird oft als vollständig wiederverwertbar angepriesen. Doch die Realität sieht anders aus: Jährlich exportiert Europa Stahlschrott in der Größenordnung des deutschen Stahlverbrauchs in Schwellenländer. „Die erforderlichen Materialqualitäten in Europa werden nicht mehr erreicht, weil sich durch den Kreislaufprozess Verunreinigungen im Stahl konzentrieren“, sagt Professor Christoph Kirchlechner vom Institut für Angewandte Materialien des KIT. „Unser Projekt will das Verständnis für den Umgang mit schädlichen Elementen im Recyclingprozess vertiefen und den Weg zu nachhaltigeren Materialkreisläufen ebnen.“

Die Forschenden möchten so dazu beitragen, den CO₂-Fußabdruck der Stahlproduktion zu reduzieren. Dafür sollen Verunreinigungen wie beispielsweise Kupfer so in den Stahl integriert werden, dass sie keinen Schaden verursachen. „Eine anspruchsvolle Aufgabe, da bereits eine einatomare Schicht an der falschen Stelle zum Versagen des Materials führen kann“, so Kirchlechner. Seine Arbeitsgruppe wird sich auf der Mikroebene dem Versagen einzelner Phasen und Phasengrenzflächen widmen. Dafür werden nur wenige Mikrometer große Proben im Elektronenmikroskop getestet.

Zum Forschungsverbund, den die Asociación Centro Tecnológico CEIT koordiniert, gehören neben dem KIT das Max-Planck-Institut für nachhaltige Materialien, das Onderzoekscentrum voor Aanwending van Staal und die Universität Gent. Die EU fördert das Projekt mit rund 3,1 Millionen Euro für vier Jahre.

(Quelle: KIT Karlsruher Institut für Technologie)