{"id":100483,"date":"2021-11-19T07:08:00","date_gmt":"2021-11-19T06:08:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=100483"},"modified":"2021-11-12T15:42:50","modified_gmt":"2021-11-12T14:42:50","slug":"solarzellen-und-glas-aus-holz-oder-einer-milliarde-tonnen-bioabfall","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/solarzellen-und-glas-aus-holz-oder-einer-milliarde-tonnen-bioabfall\/","title":{"rendered":"Solarzellen und Glas aus Holz – oder einer Milliarde Tonnen Bioabfall"},"content":{"rendered":"\n\n\n

Eine digitale, urbanisierte Welt verbraucht riesige Mengen an Rohstoffen, die kaum als umweltfreundlich bezeichnet werden k\u00f6nnen. Eine vielversprechende L\u00f6sung k\u00f6nnte in nachwachsenden Rohstoffen zu finden sein, so eine in Advanced Materials<\/em> ver\u00f6ffentlichte Forschungsarbeit<\/a>. In ihrer Arbeit hat die internationale Forschergruppe genau untersucht, wie Lignozellulose – oder pflanzliche Biomasse – f\u00fcr optische Anwendungen genutzt werden kann und damit m\u00f6glicherweise g\u00e4ngige Materialien wie Sand und Kunststoffe ersetzt.<\/p>\n\n\n\n

Wir wollten so umfassend wie m\u00f6glich herausfinden, wie Lignozellulose die nicht erneuerbaren Ressourcen ersetzen k\u00f6nnte, die in weit verbreiteten Technologien wie intelligenten Ger\u00e4ten oder Solarzellen verwendet werden”, sagt Jaana Vapaavuori, Assistenzprofessorin f\u00fcr funktionelle Materialien an der Aalto-Universit\u00e4t, die die Analyse zusammen mit Kollegen der Universit\u00e4t Turku, des schwedischen Forschungsinstituts RISE und der University of British Columbia durchgef\u00fchrt hat.<\/p>\n\n\n\n

Lignozellulose, ein Begriff, der Cellulose, Hemizellulose und Lignin umfasst, kommt in fast allen Pflanzen der Erde vor. Wenn Wissenschaftler sie in sehr kleine Teile zerlegen und wieder zusammensetzen, k\u00f6nnen sie v\u00f6llig neue, brauchbare Materialien herstellen.<\/p>\n\n\n\n

In ihrer umfassenden Untersuchung des Fachgebiets bewerteten die Forscher die verschiedenen Herstellungsverfahren und Eigenschaften, die f\u00fcr optische Anwendungen erforderlich sind, z.B. Transparenz, Reflexionsverm\u00f6gen, UV-Lichtfilterung und Strukturfarben.<\/p>\n\n\n\n

Durch die Kombination der Eigenschaften von Lignozellulose k\u00f6nnten wir lichtreaktive Oberfl\u00e4chen f\u00fcr Fenster oder Materialien schaffen, die auf bestimmte Chemikalien oder Dampf reagieren. Wir k\u00f6nnten sogar UV-Schutzmittel herstellen, die die Strahlung aufsaugen und wie ein Sonnenschutzmittel auf Oberfl\u00e4chen wirken”, erkl\u00e4rt Vapaavuori.<\/p>\n\n\n\n

Wir k\u00f6nnen Lignozellulose mit Funktionen ausstatten und sie leichter anpassen als Glas. Wenn wir zum Beispiel das Glas in Solarzellen durch Lignozellulose ersetzen k\u00f6nnten, k\u00f6nnten wir die Lichtabsorption verbessern und einen besseren Wirkungsgrad erzielen”, sagt Kati Miettunen, Professorin f\u00fcr Werkstofftechnik an der Universit\u00e4t Turku.<\/p>\n\n\n\n

Da Waldbiomasse bereits stark nachgefragt wird und riesige Kohlenstoffsenken f\u00fcr die Gesundheit des Planeten entscheidend sind, verweisen die Forscher als Quelle f\u00fcr Lignozellulose auf das, was nicht genutzt wird: mehr als eine Milliarde Tonnen Biomasseabf\u00e4lle, die jedes Jahr von Industrie und Landwirtschaft erzeugt werden.<\/p>\n\n\n\n

Es gibt ein riesiges ungenutztes Potenzial in den Lignozellulose-Resten aus anderen Industrien”, betont Vapaavuori.<\/p>\n\n\n\n

Im Moment sind die Forscher noch dabei, biobasierte Materialien zu untersuchen und Prototypen zu entwickeln. An der Aalto-Universit\u00e4t zum Beispiel haben Wissenschaftler leichte Fasern und lichtreaktive Stoffe entwickelt.<\/p>\n\n\n\n

Vapaavuori sagt, dass der Sprung zur Skalierung und Kommerzialisierung auf zwei Arten erreicht werden k\u00f6nnte.<\/p>\n\n\n\n

Entweder schaffen wir durch staatliche Vorschriften neue Verwendungsm\u00f6glichkeiten f\u00fcr biobasierte Abf\u00e4lle, oder die Forschung bringt so coole Demos und Durchbr\u00fcche hervor, dass die Nachfrage nach erneuerbaren Alternativen f\u00fcr optische Anwendungen steigt. Wir glauben, dass wir beides brauchen: eine politische Richtung und solide Forschung.<\/p>\n\n\n\n

Ein Haupthindernis f\u00fcr die Entwicklung und Kommerzialisierung von Innovationen auf Lignozellulosebasis waren die Herstellungskosten. Die Nanocellulose wurde bereits Anfang der 2000er Jahre in Betracht gezogen, aber erst jetzt sind der Energieverbrauch und die Produktionskosten so weit gesunken, dass eine industrielle Nutzung m\u00f6glich ist. Eine weitere anhaltende Herausforderung liegt in einem einfachen, aber grundlegenden Bestandteil der Verarbeitung: Wasser.<\/p>\n\n\n\n

Zellulose liebt Wasser. Um sie f\u00fcr optische Anwendungen nutzen zu k\u00f6nnen, m\u00fcssen wir einen Weg finden, sie unter feuchten Bedingungen stabil zu machen”, sagt Vapaavuori.<\/p>\n\n\n\n

Originalver\u00f6ffentlichung<\/h3>\n\n\n\n

Joice Jaqueline Kaschuk et al.; “Plant-based Structures as an Opportunity to Engineer Optical Functions in next-generation Light Management”; Advanced Materials; 2021<\/em><\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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