Ressourcenstrategien

Transkript

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2 Die Produkt- und Technologievielfalt in unserem Alltag

3 Quelle: Zepf / Reller, 2011

4 Der Turm zu Babylon von Pieter Bruegel, 1563, Kunsthistorisches Museum Wien

5 tons of - Concrete - Steel - Aluminum - Glas - Marble of Carrara - Gold The Hotel Buri al Arab stands on a large plate of 7000 square meters made out of steel and concrete This plate is anchored by 750 concrete pillars, reaching a depth of 50 meters. For this foundation cubic meters of concrete were used Doors 189 Floors 162 inhabitable qm Floor space tons marble of Carrara / Italy sqm painted with 22-carat gold metric tons of steel metric tons of aluminum Glas plates tons of glas And, and, and. Hundreds of metalbased materials Quelle:

6 Quelle: ACS Bulletin / June-July 2012 / p. 47

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8 Building Small Nanotechnology makes inroads in the construction industry: Left: Temple of Nanoscience, Rome s Dio Padre Misericordioso Church, also known as the Jubilee Church, retains ist bright white colour because of Nanostructured titanium dioxide. Right: Crystallizing Concrete: This colorized scanning Electron micrograph shows concrete (brown) crystall around X-Seed crystals (blue) 500 nm to 30 µm across Quelle: Chemical & Engineering News / Juni 2011 / S. 17 und 19

9 Titanium Deposits and Titanium Producing Countries 2010 Datengrundlage: GERMANY TRADE & INVEST 2011; KENMARE RESOURCES PLC 2012; TITANIA A/S 2012; UNITED STATES GEOLOGICAL SURVEY 2011, 2012a und 2012b; Kartengrundlage: UNIVERSITÄT AUGSBURG Quelle: Otto Buchmiller

10 In Ketchup sind längst Nanopartikel enthalten - ohne gekennzeichnet zu sein. Aus dem Labor auf den Teller Titanoxid soll das Schmelzen in der Hand verhindern Dank Nanokapsel mehr Kalzium in der Milch

11 Dissipation von nanoskaligen Zinkoxid- und Titanoxidpartikeln Quelle: BASF

12 Nanopartikel wie diese werden bereits als Aufheller in Arzneimitteln und Zahnpasta genutzt. Quelle:

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14 Verkehr der Zukunft?

15 Weltweite Zunahme des Individualverkehrs Quelle:

16 Dieselverkauf im Tschad Quelle: National Geographic 2009

17 Einsatz von Platingruppenmetallen in der Katalysatortechnik Katalysator mit Palladiumbeschichteten Keramikwaben Katalysator mit Palladiumbeschichtetem Aluminiumoxid Quelle: hvv-mobility.com / Hartwig et al. 2001

18 Characterization of Selected CeO2 Nanoparticles CeO 2 is widely used in catalysts, fuel additives, polishing agents Synthesis of models for automobile catalyst degradation nanoparticles 50 nm CeO 2 #A 50 nm CeO 2 #B Size (nm) - DLS Zeta potential (mv) Primary particle Cell Medium Cell Medium Particle H size (nm) TEM 2 O (10% FCS) (10% FCS) CeO 2 #A CeO 2 #B Synthesis of nanoparticles and TEM measurements by Dr. R. Herrmann *FCS - fetal calf serum Quelle: Adriano A. Torrano, Christoph Bräuchle / LMU München

19 Cellular Uptake of CeO2-Pt Nanoparticles by HMEC-1 CeO 2 -Pt CeO 2 -Pt 50 nm CeO 2 #A Cellular response changes dramatically when Pt nanoparticles (1-3 nm) are added on CeO 2 #A Interaction with mitochondria? Quelle: Adriano A. Torrano, Christoph Bräuchle / LMU München

20 Zukünftige Energiesysteme ohne Funktionswerkstoffe und strategische Metalle?

21 mii.org diepresse.com

22 Textilfasern mit (Silber-)Nanoteilchen: Die Nanopartikel weisen Schmutz und Wasser ab, indem sich die Nanoteilchen so eng auf der Oberfläche verteilen, dass kein Staubpartikel mehr zwischen sie passt. Die Nanobeschichtung wird bei Zelten, Markisen oder Sonnenschirmen verwendet. Quelle:

23 Materials critical to the energy industry. An introduction

24 Spezifische Umweltbelastungen bei der Primärproduktion ausgewählter Metalle Quelle: Ecoinvent Centre 2009

25 Lagerstätten und Abbau von Lithium Quelle: Meissner & Reller, 2009

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27 Quelle: Wikipedia Commons

28 kg g g g Miniaturization of mobile phones over the years 1984 to 2001

29 Material % Weight Material % Weight Silizium 24,8803 Plastik 22,9907 Eisen 20,4712 Aluminium 14,1723 Kupfer 6,9287 Blei 6,2988 Zink 2,2046 Zinn 1,0078 Nickel 0,8503 Barium 0,0315 Mangan 0,0315 Silber 0,0189 Beryllium 0,0157 Kobalt 0,0157 Tantal 0,0157 Titan 0,0157 Antimon 0,0094 Cadmium 0,0094 Bismuth 0,0063 Chrom 0,0063 Quecksilber 0,0022 Germanium 0,0016 Gold 0,0016 Indium 0,0016 Ruthenium 0,0016 Selen 0,0016 Arsen 0,0013 Gallium 0,0013 Palladium 0,0003 Europium 0,0002 Niob 0,0002 Vanadium 0,0002 Yttrium 0,0002 Platin in Spuren Rhodium in Spuren Terbium in Spuren

30 Risiken der Rohstoffabhängigkeit Quelle: Wagner 2008

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32 Seltene Erden zum Schleuderpreis Mountain-Pass-Mine in Kalifornien Quelle: Der Spiegel 17/2014

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34 Quelle:

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36 Projektverbund ForCycle Rohstoffwende Bayern Komposite Metall-Kunststoff Kompositbauteile Carbonfasern Metalle Buntmetalle aus Industrieabwässern Dissipationslimitierung von Wert- und Schadstoffen in Gläsern Biogene Polymere und Wertstoffe Zucker-Harnstoffgemische Polymere aus Cellulose und Chitin Baustoffe Sekundärrohstoffe in der Bauund Keramikindustrie

37 Fraunhofer-Projektgruppe IWKS Fraunhofer-Projektgruppe für Wertstoff- Kreisläufe und Ressourcenstrategie Think Tank Grundlagen Strategie Technologien Rohstoffgewinnung Recycling Substitution/ Innovation Rohstoffe Werkstoffe

38 Innovationszyklus Interdisziplinäre Forschung an Materialien für neue Technologieträgere wie z.b. Energiespeicher Ressourcen: Geographisch Politisch Verfügbarkeit Marktkonzentration ENREKON Augsburg University Junior Research Group Stephan Krohns

39 Bewertung der Kritikalitätsfaktoren Technische Entwicklung (Bedarf an Rohmaterial, Primärproduktion) Geologische Verfügbarkeit (Reichweite) Geopolitische Einflussfaktoren Ökologische Konsequenzen (Extraktion, Anwendung, Deponierung) Substitutionsmöglichkeiten Ökonomische Entwicklung (Preis, Angebot, Nachfrage)

40 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!