{"id":148731,"date":"2024-07-29T07:32:00","date_gmt":"2024-07-29T05:32:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=148731"},"modified":"2024-07-23T14:50:33","modified_gmt":"2024-07-23T12:50:33","slug":"kreislaufwirtschaft-neues-leben-fur-alte-matratzen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/kreislaufwirtschaft-neues-leben-fur-alte-matratzen\/","title":{"rendered":"Kreislaufwirtschaft \u2013 Neues Leben f\u00fcr alte Matratzen"},"content":{"rendered":"\n\n
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\u00a9 Jakob Schnetz<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Jedes Jahr landen in Deutschland Hunderttausende Matratzen aus Latex im M\u00fcll. Sie werden verbrannt, denn es fehlt ein Prozess f\u00fcr ihr Recycling. Das Forschungsprojekt REFOAM will das \u00e4ndern.<\/strong><\/p>\n\n\n

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\"Beim
Beim Abfallentsorger Remondis wird der Matratzenabfall eines Einzuggebiets von ca. 800.000 Menschen gesammelt und sortiert. \u00a9 Jakob Schnetz<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Die Prinzessin auf der Erbse w\u00e4re beeindruckt \u2013 wenn auch etwas angeekelt: Hier in Erftstadt, in einer Lagerhalle aus Beton, stapeln sich Hunderte, vielleicht Tausende Matratzen. Doch wo im M\u00e4rchen ganz unten eine Erbse liegt, rennt hier ganz oben eine streunende Katze \u00fcber das Matratzengebirge. Denn diese Matratzen stammen aus dem Sperrm\u00fcll, gesammelt und mit einem Greifbagger aussortiert vom Entsorger Remondis.\u00a0<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Etwa 1,5 Millionen Matratzen werfen allein die Menschen in Deutschland j\u00e4hrlich weg, sch\u00e4tzt der Fachverband Matratzen-Industrie basierend auf Verkaufszahlen und der Lebensdauer seiner Produkte. Eine Analyse im Auftrag des Umweltbundesamtes kalkulierte 2020 sogar, dass es 2017 225.000 Tonnen waren, die hierzulande im Sperrm\u00fcll landeten, was eher sechs bis acht Millionen Exemplaren entspricht. In jedem Fall kommt eine Menge M\u00fcll zusammen \u2013 oder ist das wom\u00f6glich gar kein M\u00fcll? <\/p>\n\n\n\n

Bislang geringe stoffliche Nutzung von Matratzen <\/h3>\n\n\n\n

Aktuell enden etwa 45 Prozent aller entsorgten Matratzen in der Europ\u00e4ischen Union auf Deponien, 35 Prozent werden “thermisch verwertet”, sprich: zur Energiegewinnung verbrannt. Eine stoffliche Verwertung ist eher die Ausnahme. Remondis entfernt zwar das Metall aus Federkernmatratzen und verkauft es an Schrotth\u00e4ndler. Bei Matratzen aus Polyurethan erfolgt in geringem Ma\u00df ein Downcycling zur Weiternutzung in der D\u00e4mmstoffherstellung. Taschenfederkernmatratzen und solche mit Memoryschaum-Auflage landen jedoch aus technischen Gr\u00fcnden direkt in der Verbrennung: Die unterschiedlichen Materialien lassen sich nicht trennen, daf\u00fcr br\u00e4uchte es ein Recycling-optimiertes Produktdesign. F\u00fcr ausgemusterte Latex-Matratzen \u2013 immerhin rund zehn Prozent aller Matratzen \u2013 gibt es bislang ebenfalls kein Konzept, um den Kunststoff weiterzunutzen. <\/p>\n\n\n\n

An dieser Stelle kommt ein Ort ins Spiel, der sich kaum st\u00e4rker vom Entsorgungszentrum in Erftstadt unterscheiden k\u00f6nnte. Es handelt sich um das altehrw\u00fcrdige Bergbaugeb\u00e4ude der\u00a0RWTH Aachen, das zweit\u00e4lteste Bauwerk der 1870 gegr\u00fcndeten Universit\u00e4t. Zwei m\u00e4chtige S\u00e4ulen aus Sandstein st\u00fctzen das Portal des Haupteingangs. Innen sieht es etwas nach einer Installation des K\u00fcnstlers Christo Javacheff aus \u2013 alles ist wei\u00df verh\u00fcllt, denn die Universit\u00e4t l\u00e4sst das Geb\u00e4ude derzeit sanieren, um es fit zu machen f\u00fcr die Zukunft.\u00a0<\/p>\n\n\n\n

Das Ziel: chemisches Recycling f\u00fcr Latex-Matratzen<\/h3>\n\n\n
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\"Fabian
Fabian Roemer ist Doktorand im Team von REFOAM-Projektleiter Prof. Peter Quicker an der RWTH Aachen. \u00a9 Jakob Schnetz<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

So kommt es, dass Fabian Roemer<\/strong> einerseits durch alte Labore mit roten Bodenfliesen und \u00fcberholt anmutenden Abz\u00fcgen f\u00fchrt, andererseits aber einen gem\u00fctlich und modern ausgestatteten Besprechungsraum nutzt, um eine Idee zu pr\u00e4sentieren: das Projekt REFOAM. Roemer forscht an der RWTH Aachen im Bereich “Thermoprozesse und Emissionsminderung in der Entsorgungs- und Recyclingwirtschaft”.<\/p>\n\n\n\n

14 wissenschaftliche Mitarbeiter:innen und 21 Hilfswissenschaftler:innen aus den Bereichen Maschinenbau, Ingenieurswesen, Chemie und Biotechnologie arbeiten hier.  Gemeinsam mit Oberingenieur Dr. Kevin Carl<\/strong> \u2013 der rechten Hand des Institutsleiters Peter Quicker<\/strong> \u2013 und weiteren Partnern inner- und au\u00dferhalb der Universit\u00e4t hat Roemer als Experte f\u00fcr chemisches Recycling vor zu pr\u00fcfen, ob es nicht bessere L\u00f6sungen f\u00fcr das Lebensende von Latex-Matratzen geben k\u00f6nnte, als sie zu verbrennen. Das Institut bietet mit gut ausgestatteten Laboren und au\u00dfergew\u00f6hnlichem Technikum alle n\u00f6tigen Forschungs- und Entwicklungsanlagen f\u00fcr diese Aufgabe. <\/p>\n\n\n

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\"Oberingenieur
Oberingenieur Dr. Kevin Carl sieht vielf\u00e4ltige Gr\u00fcnde, warum ein Recycling von Latex-Matratzen sinnvoll sein k\u00f6nnte.
\u00a9 Jakob Schnetz<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n
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“Wir sind eine Truppe Idealist:innen”, beschreibt Carl<\/strong> die Arbeitsgruppe, “uns geht es darum, mit Unternehmen zusammen nachhaltige L\u00f6sungen in den Markt zu bringen, um einen \u00f6kologischen Impact zu haben.” <\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Carl sieht gleich zwei wichtige Gr\u00fcnde, Latexmatratzen zu recyceln: Jene aus Synthese-Latex basieren auf Erd\u00f6l. F\u00fcr Matratzen aus Natur-Latex wiederum gilt, dass dieses aus Kautschukpflanzen gewonnene Material knapp und daher als kritischer Rohstoff eingestuft ist. Je mehr Latex im Kreis gef\u00fchrt werden kann, desto weniger Latex muss neu aus klimasch\u00e4dlichem Erd\u00f6l oder den begrenzt vorhandenen Kautschukpflanzen hergestellt werden. Und nat\u00fcrlich wird weniger CO2<\/sub>\u00a0freigesetzt.\u00a0\u00a0<\/p>\n\n\n\n

Schwierige Sortierung des Matratzenm\u00fclls <\/h3>\n\n\n\n

Die erste Herausforderung f\u00fcr ein Recycling wartet bereits ganz am Anfang: Aktuell ist es so, dass Remondis die Latex-Matratzen aus dem Berg an Matratzen h\u00e4ndisch heraussucht. Die Aachener Forscherinnen und Forscher wollen eine sensorbasierte Sortierung entwickeln, die sich am Flie\u00dfband einsetzen l\u00e4sst. Im Laufe des Projekts soll eine Pilotanlage in Erftstadt entstehen, die “signifikante Mengen” Matratzen automatisiert sortiert. Dabei k\u00f6nnen die Aachener Forscher:innen auf Vorerfahrungen des Lehrstuhls f\u00fcr Anthropogene Stoffkreisl\u00e4ufe bauen, Kunststoffe aus dem Gelben Sack sortenrein zu trennen. Post-Doc\u00a0Nils Kroell<\/strong>\u00a0nutzt dort Nahinfrarotsensoren, die anhand der Reflexion unterscheiden, ob eine Matratze aus PU-Schaum, Latex oder einem anderen Material besteht. Kommt das Mittelinfrarotspektrum hinzu, erfasst der Sensor sogar das Alter einer Matratze und Nebenbestandteile wie Flammschutzmittel. M\u00f6glich wird das durch eine KI-gest\u00fctzte Mustererkennung. <\/p>\n\n\n\n

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“Mit unseren bisherigen Matratzenproben aus Produktionsabf\u00e4llen gelingt das gut”, berichtet Carl<\/strong> von Vorexperimenten.\u00a0<\/a><\/a><\/a><\/a><\/a><\/a><\/a><\/a><\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n

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\"Die
Die Latex-Bl\u00f6cke werden zu Beginn des Prozesses in einer Rotorschere zerkleinert und so f\u00fcr den folgenden Analyseprozess vorbereitet.\u00a0
\u00a9 Jakob Schnetz<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

<\/a><\/a>Skeptischer macht ihn die Aufgabe, die KI auf stark verschmutzte Matratzen aus dem Sperrm\u00fcll zu trainieren. Dreck von anderem M\u00fcll, Schwei\u00df und weitere K\u00f6rperfl\u00fcssigkeiten oder auch Bettwanzen erschweren die automatische Analyse. <\/p>\n\n\n\n

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“Letztere sind \u00fcbrigens mit ein Grund, weshalb die Latex-Matratzen nicht mechanisch recycelt werden \u2013 das k\u00f6nnen die Tierchen schon mal \u00fcberleben”, erl\u00e4utert Carl<\/strong>. <\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Ein weiterer Grund sind Weichmacher aus alten Matratzen: Bei einem mechanischen Recycling blieben sie im Kreislauf. Thermisch ist es m\u00f6glich, sie zu zerst\u00f6ren.<\/p>\n\n\n\n

Pyrolyse des Latex zur Rohstoffr\u00fcckgewinnung<\/h3>\n\n\n\n

Liegen die Latex-Matratzen erst einmal sortiert vor, sieht der Projektplan vor, sie zu pelletieren, um sie besser \u00fcber F\u00f6rderschnecken transportieren zu k\u00f6nnen. Der Kunststoff wird dazu erhitzt und z\u00e4hfl\u00fcssig durch eine rotierende Scheibe gepresst. Dabei wird das urspr\u00fcnglich sehr luftige Material komprimiert und in kleine St\u00fccke gezogen. Anschlie\u00dfend wollen die Forscher:innen die Pellets pyrolysieren, also unter Ausschluss von Sauerstoff auf mehrere Hundert Grad erhitzen. Dabei entstehen ein fester R\u00fcckstand, Gas und ein Kondensat, ein je nach Temperatur gelbliches oder br\u00e4unliches \u00d6l. <\/p>\n\n\n

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\"Kevin
Kevin Carl (rechts) und sein Kollege Fabian Roemer (links) begutachten eine Probe der durch die Pyrolyse entstandenen \u00d6lfraktion. \u00a9 Jakob Schnetz<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Der R\u00fcckstand, das sogenannten Pyrolysekoks, macht Vorversuchen zufolge etwa zehn Massenprozent aus. Als Wertstoff findet sich darin Zink, das sich zur\u00fcckgewinnen l\u00e4sst. Das Gas aus Stickstoff, Wasserstoff, Kohlenmonoxid und kleineren Kohlenwasserstoffen l\u00e4sst sich zur Energiegewinnung verbrennen und direkt nutzen, um den Pyrolyseprozess zu heizen. <\/p>\n\n\n\n

75 Prozent der Matratze wie Roh\u00f6l nutzbar <\/h3>\n\n\n\n

Interessant ist das \u00d6l, das je nach Prozessbedingungen rund 75 Prozent der Masse der einstigen Matratze ausmacht. Weil die Pyrolyse die urspr\u00fcnglich langen Molek\u00fclketten in ganz unterschiedliche L\u00e4ngen zerbricht, enth\u00e4lt das \u00d6l weit \u00fcber Tausend unterschiedliche Verbindungen. Eine Aufgabe des Projekts besteht darin herauszufinden, welche das sind und in welcher Menge sie bei welcher Temperatur entstehen. Dazu nutzen die Forscher kleine Probenmengen, die sie in Keramiktiegeln auf eine Thermowaage geben. So k\u00f6nnen sie messen, welches Gewicht bei welcher Temperatur verloren geht, w\u00e4hrend ein Infrarot-Gasanalysator erfasst, welche Stoffe in die Gasphase \u00fcbergehen. <\/p>\n\n\n\n

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“Wir brauchen eine Massen- und Elementarbilanzierung von Kondensat, Koks und Gas, damit wir wissen, was wir bei der Skalierung tun m\u00fcssen”, erkl\u00e4rt Roemer<\/strong>. <\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Wie schnell sollte welche Temperatur erreicht und wie lange sollte sie gehalten werden, um das optimale Produkt und wenig Schadstoffe zu erzeugen?\u00a0<\/p>\n\n\n\n

Schon jetzt ist klar, dass zu hohe Temperaturen dazu f\u00fchren, dass sich Fluorsalze zersetzen und problematische Fluorkohlenwasserstoffe entstehen. Bei noch h\u00f6heren Temperaturen sublimiert Zink und landet im \u00d6l \u2013 das sich dann selbst entz\u00fcnden k\u00f6nnte. Sinnvoll k\u00f6nnte es hingegen sein, fr\u00fch im Prozess Schwefel zu entfernen, denn landet der im \u00d6l, l\u00e4sst er Metalle korrodieren und k\u00f6nnte etwa in Kraftstoffen Probleme bei Autokatalysatoren bereiten oder Kunststoffe verf\u00e4rben. <\/p>\n\n\n\n

Langfristig w\u00e4re denkbar, hinreichend hoch konzentrierte Wertstoffe direkt aus dem \u00d6l abzutrennen. Zun\u00e4chst aber w\u00fcrde das Pyrolyse\u00f6l dem Roh\u00f6l beigemischt und in etablierten Raffinerieprozessen mitverarbeitet.<\/p>\n\n\n\n

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“Wenn wir in den Mix 20 Prozent Pyrolyse\u00f6l reingeben, ersetzen wir damit 20 Prozent Erd\u00f6l”, sagt Carl<\/strong>. “In der Branche wollen alle nachhaltige Alternativen zu Roh\u00f6l, aber so viel Angebot gibt es gar nicht”, wei\u00df der Oberingenieur.<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Zahlreiche praktische Herausforderungen <\/h2>\n\n\n\n
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Eine spannende Herausforderung sieht Carl<\/strong> darin, zwei ganz unterschiedliche Welten zusammenzuf\u00fchren: “Wenn Verwerter von Verunreinigungen sprechen, denken sie an Gr\u00f6\u00dfenordnungen im Prozentbereich. \u00a0Bei den Prozessen in Chemieunternehmen st\u00f6ren aber bereits Werte im Promillebereich.”<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Der Rohstoff Erd\u00f6l weist meist vergleichbare Eigenschaften auf. <\/p>\n\n\n\n

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“Aber im Abfall kann alles drin sein, zus\u00e4tzlich gibt es saisonale und lokale Schwankungen der Zusammensetzung”, sagt Carl<\/strong>.\u00a0<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Doch selbst wenn es gelingt, in den kommenden vier Jahren einen Prozess zu entwickeln, der von der Sortierung bis zur Extraktion des Pyrolyse\u00f6ls reicht, ist das keine Erfolgsgarantie. <\/p>\n\n\n\n

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“Der Prozess muss wirtschaftlich sein”, wei\u00df Roemer<\/strong>. “Je besser wir den Prozess entwickeln, desto gr\u00f6\u00dfer ist die Wertsch\u00f6pfung und damit die Bereitschaft der Unternehmen, in die n\u00f6tigen Anlagen zu investieren.”\u00a0<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Wie \u00f6kologisch ist die stoffliche Wiederverwertung? <\/h3>\n\n\n\n
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Und noch eine letzte H\u00fcrde muss der Prozess nehmen: “F\u00fcr uns ist es ganz wichtig, am Ende eine Lebenszyklusanalyse durchzuf\u00fchren”, betont Carl<\/strong>: “Ist das, was wir entwickeln, wirklich besser als weiter Polymere aus Erd\u00f6l herzustellen, alte Matratzen zu verbrennen und die CO2<\/sub>-Emissionen dabei abzuscheiden, um das Gas als Rohstoff zu nutzen?” Daran m\u00fcsse sich das Projekt messen lassen. “Wir hatten schon einen Fall, in dem wir durch einen Recyclingprozess aus einer Schadstofffraktion drei gemacht haben”, erinnert sich der Oberingenieur.<\/strong> “Da war Verbrennen \u00f6kologisch sinnvoller.”\u00a0<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Das Projekt<\/h3>\n\n\n\n

REFOAM (Recycling of waste-derived mattresses foam through sensor-based characterization and pyrolysis<\/a>) ist im M\u00e4rz 2024 gestartet und l\u00e4uft \u00fcber vier Jahre.\u00a0Die VolkswagenStiftung f\u00f6rdert es in der Initiative\u00a0“Zirkularit\u00e4t mit recycelten und biogenen Rohstoffen”<\/a>. An der\u00a0RWTH Aachen\u00a0sind der Lehrstuhl\u00a0“Anthropogene Stoffkreisl\u00e4ufe”<\/a>\u00a0und das Lehr- und Forschungsgebiet\u00a0“Thermoprozesse und Emissionsminderung in der Entsorgungs- und Recyclingwirtschaft”<\/a>\u00a0beteiligt. Industriepartner sind der Entsorger Remondis, das Chemieunternehmen Synthomer sowie der Matratzenhersteller Novaya. Das Projekt ist in zehn Arbeitspakete von der Probennahme bis zur Produktaufbereitung gegliedert, die auch die Hochskalierung des zu entwickelnden Prozesses bis zur industriellen Skala beinhalten.\u00a0<\/p>\n\n\n

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\"Fabian
Fabian Roemer (rechts) und Fabian Roth schauen gemeinsam auf die Ergebnisse der Infrarotbildanalyse von Schaumstoffproben. \u00a9 Jakob Schnetz<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n
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\"Im
Im Pyrolyse-Ofen im Technikum des TEER wird im Kleinen erprobt, was sp\u00e4ter im Industriema\u00dfstab umgesetzt werden soll. \u00a9 Jakob Schnetz\u00a0<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n
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\"In
In der gro\u00dfen Werkshalle der RWTH Aachen darf nat\u00fcrlich auch der Tischkicker nicht fehlen.
\u00a9 Jakob Schnetz<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n
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\"Kleine
Kleine Probenmengen, die in Keramiktiegeln auf eine Thermowaage gegeben und anschlie\u00dfend pyrolysiert werden, geben Auskunft dar\u00fcber, wann welche Stoffe in die Gasphase \u00fcbergehen.
\u00a9 Jakob Schnetz<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n
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\"Fabian
Fabian Roth bereitet eine Infrarotbildanalyse vor. Die Ergebnisse sollen helfen, eine KI-basierte Klassifikation des Materials zu erm\u00f6glichen. \u00a9 Jakob Schnetz<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n
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\"Beim
Beim Projektpartner Remondis m\u00fcssen die Matratzen von Hand in ihre Bestandteile zerlegt werden. Die KI-basierte Klassifikation des Materials soll die Sortierung zuk\u00fcnftig technisch m\u00f6glich machen.
\u00a9 Jakob Schnetz<\/figcaption><\/figure><\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Jedes Jahr landen in Deutschland Hunderttausende Matratzen aus Latex im M\u00fcll. Sie werden verbrannt, denn es fehlt ein Prozess f\u00fcr ihr Recycling. Das Forschungsprojekt REFOAM will das \u00e4ndern. Die Prinzessin auf der Erbse w\u00e4re beeindruckt \u2013 wenn auch etwas angeekelt: Hier in Erftstadt, in einer Lagerhalle aus Beton, stapeln sich Hunderte, vielleicht Tausende Matratzen. Doch […]<\/p>\n","protected":false},"author":59,"featured_media":148758,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"none","nova_meta_subtitle":"Am Geoscience-Institut der RWTH in Erftstadt arbeiten zahlreiche Experten daran, im Rahmen des Forschungsprojekts REFOAM alte Latexmatratzen chemisch zu recyceln","footnotes":""},"categories":[17143],"tags":[18660,12832,11841,24604,23590,16531,10453,23207],"supplier":[5585,24605,22720,98,342],"class_list":["post-148731","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-recycling","tag-chemischesrecycling","tag-kautschuk","tag-kreislaufwirtschaft","tag-latex","tag-matratzen","tag-pyrolyse","tag-recycling","tag-sortierung","supplier-european-union","supplier-fachverband-matratzen-industrie-e-v","supplier-remondis-group","supplier-rheinisch-westfaelische-technische-hochschule-aachen-rwth","supplier-umweltbundesamt"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/148731","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/users\/59"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=148731"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/148731\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media\/148758"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=148731"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=148731"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=148731"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=148731"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}