Tsinghua macht alte Rotorblätter in 0,5 Sekunden zu Graphen

Die Forscher mahlen die Blätter zunächst zu Pulver und mischen Industrieruß bei, damit es leitfähig wird. Ein ultraschneller Joule-Heizpuls bringt es dann in 0,5 Sekunden auf rund 2.000 °C. Das Siliziumdioxid der Glasfaser wird zu Siliziumkarbid, die Kohlenstoffverbindungen des Harzes bilden Graphen. Glas und Harz müssen vorher nicht getrennt werden, Lösungsmittel oder Katalysatoren sind nicht nötig.

Ergebnisse und Wirtschaftlichkeit

In neues Epoxidharz eingebracht, steigerte das Material schon bei 0,3 Gewichtsprozent die Zugsteifigkeit um 27 % und die Biegesteifigkeit um 9 %. Bei 0,1 % verbesserte sich die Temperaturleitfähigkeit um 41 %. Das könnte robustere, langlebigere Blätter ermöglichen und sogar gegen Eisansatz helfen.

Nach Berechnungen des Teams könnte die Verarbeitung einer Tonne Abfall rund 80 US-Dollar Gewinn bringen, während die Pyrolyse mit etwa 460 Dollar und manche chemischen Verfahren mit 1.800 Dollar Verlust veranschlagt werden. Die Emissionen sinken um 83 % gegenüber der Pyrolyse und um 92 % gegenüber chemischer Auflösung. Zerkleinerung, Anlagen und weitere Betriebskosten sind darin nicht enthalten.

Das Skalierungsproblem

Die meisten Versuche liefen mit nur 0,3 Gramm. Chargen von 10 Gramm sind gelungen, ein Reaktor für 200 Gramm ist entworfen, aber noch nicht bewiesen. Die Blätter einer einzigen Anlage wiegen mitunter Dutzende Tonnen. Deng strebt eine Pilotanlage für 100 Tonnen an. Komplette Blätter wurden noch nicht gebaut; die Ergebnisse stammen aus Laborharzen.

James Tour von der Rice University, Pionier des Flash-Joule-Heizens, sieht darin einen Beleg, dass schwer recycelbarer Abfall zu wertvollem Material werden kann, mahnt aber, die industrielle Wirksamkeit sei noch zu zeigen. Auch Energiebedarf und Haltbarkeit müssen geprüft werden.