Wärmeisolierung
Biertreber statt Holz: Empa-Forschende haben ein Verfahren zur Herstellung von Nanocellulose aus Brauereiabfällen entwickelt. Das Verfahren sei einfach und günstig.
Wie aus Brauereiabfall ein Aerogel entsteht
Biertreber, der Reststoff aus der Bierherstellung, landet meist im Tierfutter oder auf dem Kompost. Forschende der Empa haben nun ein Verfahren entwickelt, um daraus hochwertige Nanocellulose herzustellen. Das Material lässt sich beispielsweise zu Verpackungen oder faserverstärkten Kunststoffen verarbeiten.
Bisher wird Nanocellulose hauptsächlich aus Holz gewonnen, doch das lasse sich anderswo sinnvoller einsetzen. „Holz bindet CO2 aus der Atmosphäre sehr gut, wächst aber nur langsam“, erklärt Gustav Nyström, Leiter des Empa-Labors Cellulose and Wood Materials. „Daher eignet es sich viel besser für langlebige Anwendungen, etwa im Bau oder zur Herstellung von Möbeln.“
Biologisch abbaubar
Einjährige Pflanzen wachsen dagegen viel schneller und könnten als Rohstoffquelle für Nanocellulose dienen. „Mit unserem Verfahren können wir aus einem sehr günstig und in großen Mengen verfügbaren Abfallprodukt, das heute größtenteils verschwendet wird, hochwertige Materialien gewinnen“, sagt Gilberto Siqueira, Co-Autor der Studie.
Konkret haben die Empa-Forschenden die Nanozellulosefasern aus dem Biertreber herausgelöst und mittels Gefriertrocknung zu einem Aerogel verarbeitet, einem „luftigen“ Material mit vielen Poren. Dieses Material eigne sich hervorragend als Wärmeisolierung und könnte beispielsweise für Verpackungen von temperaturempfindlichen Lebensmitteln wie Fleisch verwendet werden. Außerdem seien Aerogele aus Nanocellulose biologisch abbaubar.
Einfach und günstig
Die Forschenden variierten auch einzelne Vorbehandlungs- und Herstellungsschritte und testeten deren Auswirkungen auf das Endprodukt. So verbessert sich etwa die Qualität der gewonnenen Nanocellulose-Fasern durch Bleichen und Oxidation des Ausgangsmaterials. Durch verschiedene Gefrierverfahren lassen sich Größe und Ausrichtung der Poren im Aerogel steuern, was wiederum dessen isolierende und mechanische Eigenschaften beeinflusst.
„Dabei waren wir bestrebt, den ganzen Prozess möglichst einfach zu halten“, betont Siqueira. „Denn um Anwendung in der realen Welt zu finden, muss nicht nur das Endprodukt überzeugen – es sollte auch noch möglichst einfach und günstig in der Herstellung sein.“
