Wettbewerb: Ingenieurwissen gegen Schrott aus Smartphones

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Schrott

Smartphones sind heute ein fester Bestandteil des Lebens. Im Jahr 2010 wurden weltweit rund 300 Millionen Smartphones ausgeliefert, heute bereits mehr als 1 Mrd. Die Produktion verschlingt Energie und Rohstoffe und erhöht am Ende den Berg von Elektroschrott.

Ein Team von angehenden Verfahrensingenieuren des Vereins Deutscher Ingenieure hat jetzt ein mehrstufiges Konzept zum Recycling entwickelt.

Erst smart, dann giftig

Falsch entsorgt, entsteht durch Smartphones ein enormer Schaden für Mensch und Umwelt. Die Platinen und Akkus enthalten mindestens ein giftiges Metall. Meist handelt es sich um Blei, Cadmium oder Beryllium.

Von den Müllkippen aus gelangen die Chemikalien in den Boden, ins Wasser und die Luft. Erhöhte Risiken für Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Krebs sind die häufigsten gesundheitlichen Folgen. Außerdem: Werden die Smartphones in den Hausmüll geworfen, gehen große Mengen an wertvollen, weil seltenen Rohstoffen verloren, u. a. Gold, Silber, Kupfer und Aluminium.

Das Interesse der Industrie, den anfallenden Elektroschrott wiederzuverwerten, ist groß. Bei der Smartphoneverwertung sollen Rohstoffe wie Keramik, Kunststoffe und vor allem Metalle gezielt recycelt werden, um den weiteren Abbau endlicher Ressourcen einzudämmen. Doch innovative Lösungskonzepte sind noch rar.

Richtiges Recycling schont Ressourcen

Einen zukunftsweisenden Ansatz könnte hier das Siegerkonzept des diesjährigen chemPLANT-Wettbewerbs der kreativen jungen Verfahrensingenieure liefern. „chemPHONE“: Studierende sollten ein Recycling-Konzept für Smartphones entwickeln, das wirtschaftlich, nachhaltig und im Sinne der zirkulären Wertschöpfung funktioniert. Smartphone-Bestandteile sollen dabei wertvoll erhalten und nach Möglichkeit komplett wiederverwendet werden.

Das Team der TU Kaiserslautern punktete mit der Vorstellung eines mehrstufigen Recyclingprozesses:

  1. Im ersten Schritt wird geprüft, ob das Smartphone einfach zu zerlegen ist. D. h. verschraubt und nicht verklebt. Ist es verschraubt, kann es manuell auseinandergenommen werden, um die Bestandteile einzeln aufzuarbeiten. Andere, vollverklebte Smartphones, werden komplett geschreddert und mittels Magnetismus oder durch Zentrifugieren in (Edel-)Metall-, Glas- und Kunststoffbestandteile aufgeteilt.
  2. Im zweiten Schritt kommt das Bakterium Pseudomonas chlororaphis dazu: Es bildet Cyanide, die zunächst Kupfer und danach Gold und Silber lösen können. Das alles geschieht in einer in sich abgeschlossenen, industriellen Laborsituation, ohne technische Risiken und Umweltbelastungen.

Klarer Vorteil gegenüber Einsatz neuer Rohstoffe

Ganz im Gegensatz zur derzeit gängigen Cyanid-Laugerei, um die Rohstoffe überhaupt erst zu gewinnen: Jährlich werden allein zur Goldgewinnung weltweit insgesamt rund 182.000 Tonnen Cyanid benötigt. Das hochgiftige Blausäuresalz löst selbst kleinste Gold- und Silberspuren aus dem abgebauten Gestein heraus, direkt vor Ort. Die übrigbleibende Schlacke wird nicht selten in benachbarten Flüssen, Seen oder im Meer entsorgt. Bilder von knalltürkis verfärbten Seen inmitten von Goldabbauregionen bleiben im Gedächtnis und machen die Folgen für Mensch und Umwelt sichtbar.

Wettbewerb Chemie 2020: Querdenken erwünscht

Die VDI-Gesellschaft Verfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen führt den chemPLANT-Wettbewerb jährlich mit wechselnden Aufgabenstellungen durch. Ziel ist es, Studierende dafür zu begeistern, industrielle Prozesse zu planen und neue Anlagen zu konzipieren. Vor allem soll zum Querdenken angeregt werden – auch auf den ersten Blick verrückt scheinende Ideen sind ausdrücklich erwünscht.

Mehr Infos zum chemPLANT-Wettbewerb 2020: www.vdi.de/chemplant

Das Team der TU Kaiserslautern hat sich übrigens gegen 19 Bewerber durchgesetzt und konnte sich über die mit 2.000,- EUR dotierte Siegerprämie freuen. Die Auszeichnung fand im Rahmen des Thermodynamik-Kolloquiums im Herbst 2019 an der Uni Duisburg-Essen statt. Bis zur Marktreife des mehrstufigen Recyclingprozesses wird es noch dauern, aber die Idee ist geboren und die chemische Industrie ist aufgefordert, hier auf die Ingenieurstudierenden zuzugehen.

(Originalartikel auf vdi.de / Autorin: Alice Quack / Redaktion: Thomas Kresser)

Quelle:
www.vdi.de/news/detail/kreative-ingenieure-gegen-den-smartphone-schrott

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