Nachwachsende Rohstoffe für Werkstoffe und Dämmstoffe

Fraunhofer WKI forscht für die Zukunft

Wie können endliche Ressourcen geschont werden? Nachwachsende Rohstoffe sind eine Antwort. Forschende des Fraunhofer WKI entwickeln neue Materialien und Bauteile, zum Beispiel aus Holz, Flachs- und Hanffasern sowie Pilzmyzel.

Gemeinsam mit dem Verband Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen e.V. (vdnr) wurde das Fraunhofer WKI ausgewählt, seine Kompetenzen im Bereich Dämmstoffe auf der Woche der Umwelt Anfang Juni 2024 in Berlin zu präsentieren. Die Kompetenzen reichen von der Rohstoffgewinnung über die Dämmstoffproduktion und die Anwendung im Bauwesen bis hin zum Recycling und der Verwendung der recycelten Rohstoffe für Second-Use-Produkte. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zeigten Dämmstoffe aus pflanzlichen Rohstoffen für die Anwendung im Baubereich.

Fossile Energieträger wie Braunkohle, Erdöl oder Erdgas sind wichtige Energieträger. Erdöl wird beispielsweise zur Herstellung von Kunststoffen genutzt. Endliche Rohstoffe wie Kalkstein, Kies und Sand werden zur Produktion von Zement und Beton verwendet. Die Nutzung fossiler Rohstoffe ist problematisch. Zum einen sind die Vorkommen begrenzt, zum anderen entstehen bei der Nutzung und Verwertung fossiler Rohstoffe große Mengen an CO₂. Nachwachsende Rohstoffe stellen hier eine wichtige Alternative dar.

Pflanzliche Rohstoffe wie Holz sind nicht nur nachhaltig, sondern haben außerdem viele positive Eigenschaften. So können Holzfasern beispielsweise als Dämmstoffmatten im Hausbau zum Einsatz kommen.
© Fraunhofer WKI, Corel Corporation

Erforschung der stofflichen Nutzung von Holz

Das Fraunhofer WKI hat eine lange Tradition in der Erforschung der stofflichen Nutzung von Holz. Schon der Gründer und Namensgeber Dr. Wilhelm Klauditz suchte vor über 70 Jahren nach Lösungen, um die kriegsbedingte Rohholzknappheit optimal zu nutzen und Rest- und Schwachholz zum Beispiel in Form von Spanplatten nutzbar zu machen. Heute beschäftigen sich die Forschenden mit einem breiten Spektrum nachwachsender Rohstoffe und deren ganzheitlicher Nutzung. Neben Holz stehen landwirtschaftliche Produkte wie Flachs- und Hanffasern oder Pilze sowie Bioraffinerieprodukte wie Öle oder Zucker im Fokus. Ein besonderer Schwerpunkt liegt zudem auf der Nutzung pflanzlicher Rest- und Abfallstoffe. Beispiele dafür sind Stroh, Reisschalen, Maisspindeln oder Rübenschnitzel, Lignin als industrielles Nebenprodukt sowie recycelte pflanzliche Rohstoffe und Altholz.

Pflanzliche Rohstoffe sind nicht nur nachhaltig, sondern haben auch vorteilhafte Eigenschaften, die sich für die Herstellung von leistungsstarken und funktionalen Bio-Chemieprodukten und Biowerkstoffen nutzen lassen. So haben Karosserieteile aus naturfaserverstärktem Kunststoff gute crashrelevante Eigenschaften. Und Dämmstoffe aus Naturfasern verfügen über eine gute Wärmeisolierung und wirken sich positiv auf das Raumklima aus.

Im Rahmen einer ganzheitlichen Betrachtung wählen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler gezielt Rohstoffe mit günstigen Materialeigenschaften aus. Je nach Anwendungsziel werden diese verfahrenstechnisch und/oder chemisch aufgeschlossen, modifiziert und weiterverarbeitet. Durch geschickte Rohstoff- und Materialkombinationen sowie passende Additive holen die Forschenden des Fraunhofer WKI das Beste aus nachwachsenden Rohstoffen heraus. In hauseigenen Laboren und Werkstoffzentren entwickeln und erproben sie dafür auch die passenden Herstellungs-, Formgebungs- und Fügeverfahren im halbindustriellen Maßstab. Für biobasierte Chemieprodukte wie Klebstoffe, Brandschutzmittel oder Beschichtungen synthetisieren sie maßgeschneiderte Bindemittel und entwickeln anwendungsspezifische Formulierungen. So entstehen Werkstoffe, Halbzeuge und Endprodukte mit optimierten Material- und Bauteileigenschaften sowie integrierten Funktionen – für diverse Branchen.