Die aus dem Klimawandel und der Ressourcenknappheit resultierende Energiewende verlangt verstärkte Forschungsinvestitionen in erneuerbare Energien. Selbst Sand ist zu einer sehr begrenzten Ressource geworden. Er ist als Rohstoff für Silizium in der Solarstrom-Produktion unerlässlich. Industrie und Forschung stellen sich gerade der Herausforderung, Silizium aus Abfallprodukten der Solarwafer- und Halbleiter-Fertigung und aus ehemaligen Photovolatik (PV)-Modulen zurückzugewinnen.
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des AiF-Mitglieds Instituts für Energie- und Umwelttechnik e.V. (IUTA) in Duisburg, des Leibniz-Instituts für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden e.V. und der Universität Bielefeld, Fakultät für Physik Experimentalphysik haben sich innerhalb eines Projektes der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) des Problems der Wiederverwendung von Silizium-Abfall angenommen. Das Silizium-Ausgangsmaterial liegt in verschiedenen Qualitäten vor und muss im Hinblick auf die Weiterverarbeitung eingehend charakterisiert werden. Der verfahrenstechnische Lösungsweg sieht vor, es in einen Gasphasenreaktor zur Nanomaterial-Synthese in Pulver umzuwandeln und im Gasstrom zu veredeln. Das entstandene Material wird durch Laser-Strahlschmelzen zu Demonstratoren verarbeitet, um deren elektrische Wiederverwendbarkeit zu verifizieren. Weitere Entwicklungsschritte sollen eine zukünftige Nutzung des Materials in Lithium-Ionen-Batterien, Dioden, Thermoelektrik oder Hochleistungskeramiken ermöglichen.
Über den volkswirtschaftlichen Gesamtnutzen hinaus können insbesondere kleine und mittlere Unternehmen (KMU) aus den Bereichen PV-Recycling, Anlagenbau und Materialaufbereitung unmittelbar von den Forschungsergebnissen profitieren und ihr bestehendes Fertigungs- und Produktportfolio um entsprechende Technologien und Komponenten erweitern. Die Ergebnisse dieses IGF-Projekts, an dem neun Unternehmen, darunter sechs KMU, im Projektbegleitenden Ausschuss beteiligt sind, bieten darüber hinaus einen branchenübergreifenden Wissenstransfer und können von allen interessierten mittelständischen Unternehmen genutzt werden. Das vorwettbewerbliche IGF-Vorhaben wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz mit öffentlichen Mitteln gefördert. (frd)
Forschungseinrichtungen:
Institut für Energie- und Umwelttechnik e.V.
Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden e.V.
Universität Bielefeld Fakultät für Physik Experimentalphysik
Forschungsvereinigung:
Institut für Energie- und Umwelttechnik e.V. – IUTA
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