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Forschung im TGA-Labor (ab Sommer 2025)
- weitere Informationen folgen -
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Kreislaufführung von VIP-Stützkernen (September 2024 - August 2026)
-Wärmedämmungen werden eingesetzt, um Heiz- bzw. Kühllasten zu verringern und tragen so dazu bei, den Primärenergiebedarf zu verringern. Vakuum-Isolations-Paneele (VIP} sind eine besonders leistungsfähige Form der Wärmedämmung, die seit 30 Jahren mit steigendem Absatz insbesondere im Kühlgerätebau, dem Bauwesen und der Logistik eingesetzt werden.
VIP bestehen aus einem hochporösen Stützkern in einer luftdichten Hochbarrierefolie, wobei der Stützkern in der Regel aus pyrogener Kieselsäure, (Cellulose-)Fasern und Trübungsmitteln besteht. VIP werden nach der Herstellung evakuiert, d.h. der Luftdruck im VIP auf< 3 mbar reduziert, wodurch die Wärmeleitfähigkeit (WLF) auf< 10 mW/mK reduziert wird.
Die Nutzungsdauer wird durch die aufgrund unvermeidbarerer Luft- und Wasserdampfdiffusion ansteigende WLF auf ca. 30 Jahre begrenzt. In einigen Anwendungsfällen ist die Nutzungsdauer allerdings zusätzlich durch die kürzere Nutzungsdauer des Produkts, in dem die VIP verbaut sind, beschränkt. Vaku-Isotherm, unser Projektpartner, stellt VIP her und liefert u.a. ca. 80.000 Stück pro Jahr an Hersteller von pharmazeutischen Transportboxen. Diese Transportboxen werden maximal 5 Jahre, in vielen Fällen allerdings nur ein Mal (sog. Single-Use) genutzt.
Nach Ende der Nutzung werden VIP heute in der Regel deponiert oder verbrannt; eine Wiederverwendung der gesamten VIP oder einzelner Komponenten ist nicht Stand der Technik. Die Gründe hierfür sind im Wesentlichen die fehlende Rückwärtslogistik und dass noch kein Verfähren entwickelt wurde, mit dem ein hoher Rezyklatanteil bei gleichzeitig nicht bzw. kaum erhöhter WLF realisiert werden kann. Gleichzeitig haben VIP im Vergleich zu anderen Dämmmaterialien laut Daten von Resalati et al. aus dem Jahr 2019 das höchste Treibhauspotential und die höchste graue Energie im Verhältnis zum Wärmedurchlasswiderstand. Diese Werte könnten laut derselben Studie durch Recycling der Stützkerne um 95 % reduziert werden. Grund für die hohen ökologischen Kosten der VIP ist die Herstellung der pyrogenen Kieselsäure aus Quarzsand, welche einen hohen Energieeinsatz erfordert.
Deshalb forschen der Lehrstuhl und Vaku-Isotherm an der Entwicklung eines Verfahrens der Kreislaufführung des VIP-Stützkernmaterials mit maximalem Rezyklatanteil.