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Asahi Kasei und Microwave Chemical starten gemeinsames Demonstrationsprojekt zum chemischen Recycling von Polyamid 66 mittels mikrowellenbasierter Technologie
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27. April 2023

Asahi Kasei Corp.
Mikrowellenchemikalien Co., Ltd.

Asahi Kasei und Microwave Chemical starten gemeinsames Demonstrationsprojekt zum chemischen Recycling von Polyamid 66 mittels mikrowellenbasierter Technologie
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Asahi Kasei und Microwave Chemical starteten im April 2023 ein gemeinsames Demonstrationsprojekt mit dem Ziel, ein chemisches Recyclingverfahren für Polyamid ⁶⁶¹ (PA66, auch Nylon 66 genannt) unter Einsatz von Mikrowellentechnologie zu kommerzialisieren. Das Verfahren nutzt Mikrowellen zur Depolymerisierung​​^２PA66 und direkte Gewinnung der Monomere Hexamethylendiamin (HMD) und Adipinsäure (ADA), was voraussichtlich mit hoher Ausbeute und geringem Energieverbrauch erreicht werden kann. Die gewonnenen Monomere können dann zur Herstellung von neuem PA66 verwendet werden. In der Demonstration werden Reste aus der Herstellung und Abfälle aus der Verwendung von PA66 für Airbags und Autoteile depolymerisiert.^​​

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Asahi Kasei produziert derzeit aus fossilen Brennstoffen gewonnene HMD und ADA als Zwischenprodukte für die Herstellung von LEONA™ PA66 3, einem technischen Kunststoff, der sich durch hervorragende Hitzebeständigkeit und Steifigkeit auszeichnet. PA66 wird in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, darunter Kunststoffteile für Automobil- und Elektronikprodukte sowie Garn für Airbaggewebe, und es wird erwartet, dass die Nachfrage weltweit steigen wird.

Während die Welt auf eine CO2-Neutralität zusteuert, richtet sich die Aufmerksamkeit zunehmend auf Herstellungsverfahren zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen (THG) aus chemischen Produkten auf Basis fossiler Brennstoffe. Microwave Chemical fördert die technologische und geschäftliche Entwicklung zur Erreichung der CO2-Neutralität im Industriesektor und konzentriert sich dabei auf die Prozessentwicklung unter Einsatz von Mikrowellen, mit denen Zielsubstanzen direkt und selektiv mit hoher Energieeffizienz erhitzt werden können. Für das chemische Recycling entwickelt Microwave Chemical seine proprietäre PlaWave™-Technologieplattform zur Zersetzung von Kunststoff mithilfe von Mikrowellen weiter.

Durch die Kombination der mehr als ein halbes Jahrhundert umfassenden Erfahrung von Asahi Kasei in der Herstellung von HMD und ADA mit den Errungenschaften von Microwave Chemical in der Industrialisierung der Mikrowellentechnologie zielen die beiden Unternehmen darauf ab, einen Herstellungsprozess für PA66 zu kommerzialisieren, der die Treibhausgasemissionen im Vergleich zum herkömmlichen Herstellungsprozess reduzieren kann.

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Im Geschäftsjahr 2021 begonnene Laborstudien haben die hochergiebige Depolymerisation von PA66 durch Mikrowellen sowie das Prinzip des Trenn- und Reinigungsprozesses nach der Depolymerisation bestätigt. Bis Ende des Geschäftsjahres 2023 werden nun im Werk von Microwave Chemical in Osaka Laborgeräte zusammengebaut, und im Geschäftsjahr 2024 wird ein Demonstrationsversuch im kleinen Maßstab mit diesen Geräten durchgeführt, um grundlegende Prozessdaten für die Kommerzialisierung zu sammeln.

Die PlaWave™-Technologieplattform von Microwave Chemical zur Zersetzung von Kunststoff mithilfe von Mikrowellen kann PA66 mit geringer Energie depolymerisieren und HMD- und ADA-Monomere in hoher Ausbeute gewinnen. Der Herstellungsprozess für PA66 unter Verwendung von HMD und ADA, die durch Depolymerisation mit dieser Technologie gewonnen werden, dürfte die Treibhausgasemissionen im Vergleich zum herkömmlichen PA66-Herstellungsprozess reduzieren, während eine weitere Reduzierung der Treibhausgasemissionen durch die Verwendung erneuerbarer Energien für den zur Erzeugung der Mikrowellen erforderlichen Strom erreicht werden kann.

Durch die integrierte Überprüfung des Prozesses von der Depolymerisation bis zur Trennung und Reinigung soll mit diesem Demonstrationsprojekt ein Ressourcenkreislauf für PA66 ermöglicht und so die Treibhausgasemissionen weiter gesenkt werden.

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Basierend auf den Ergebnissen des Demonstrationsversuchs im kleinen Maßstab wird nach eingehender Analyse bis zum Geschäftsjahr 2025 eine Entscheidung über die Möglichkeit einer Kommerzialisierung getroffen. Parallel zum Demonstrationsversuch im kleinen Maßstab wird der Aufbau eines Geschäftsmodells vorangetrieben, das die gesamte Wertschöpfungskette des chemischen Recyclings von PA66 einbezieht, mit dem Ziel, gemeinsam mit den Beteiligten an der PA66-Wertschöpfungskette eine Kreislaufwirtschaft zu erreichen.

Asahi Kasei möchte für seine PA66-Kunden ein globaler Partner sein und optimale Lösungen für ihre Initiativen zur CO2-Neutralität bereitstellen. Dies geschieht durch Studien zur praktischen Anwendung des Materialrecyclings und des chemischen Recyclings sowie durch Versuche zur Kommerzialisierung von PA66, das unter Verwendung von Zwischenprodukten auf Biomassebasis hergestellt wird ⁴.

Microwave Chemical arbeitet daran, den Maßstab der Ausrüstung zu erweitern und PlaWave™ allgemeiner anwendbar zu machen, um eine praktische Anwendung des chemischen Recyclings von Polymethylmethacrylat (PMMA, auch Acrylharz genannt), Autoschredderrückständen (ASR), Kunststoffbehältern und -verpackungen, flexiblem Polyurethanschaum usw. zu erreichen.

 

1: Die wichtigsten Polyamidtypen sind Polyamid 66 und Polyamid 6, die unterschiedliche chemische Strukturen aufweisen. Aufgrund seiner überlegenen Hitzebeständigkeit und Festigkeit wird Polyamid 66 häufig in industriellen Anwendungen wie der Automobil- und Elektronikindustrie eingesetzt.
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2: Depolymerisation ist das Gegenteil von Polymerisation und bezeichnet den Vorgang, bei dem ein Polymer durch Hitze oder auf andere Weise in ein oder mehrere Monomere zerlegt wird.​​
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3: Asahi Kasei ist ein Hersteller von technischen Kunststoffen wie Polyamid 66, das aus HMD und ADA hergestellt wird, Polyamid 6I und Polyamid 612 sowie Polyamid 610, das auf Basis pflanzlicher Rohstoffe wie Rizinusöl hergestellt wird, und liefert optimale Materialien für verschiedene Anforderungen, die von Formmaterialien für Automobil- und Elektronikanwendungen über Airbaggarn und -gewebe bis hin zu Reifencord reichen.
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4: Bitte beachten Sie die Pressemitteilungen vom 16. März 2022:
https://www.asahi-kasei.com/news/2021/ze220316.html

・Über Mikrowellen
Mikrowellen sind elektromagnetische Wellen, die häufig in Mikrowellenherden und Kommunikationsanwendungen eingesetzt werden und in der Lage sind, Energie direkt und gezielt auf Materialien zu übertragen. Im Jahr 2014 gelang es Microwave Chemical, weltweit erstmals eine Chemieanlage mit Mikrowellen erfolgreich zu bauen und in Betrieb zu nehmen. Durch die Kombination des Mikrowellenprozesses mit Strom aus erneuerbaren Energien ist eine Reduzierung der Treibhausgasemissionen um 90 % möglich, was diese Technologie zu einer vielversprechenden Möglichkeit zur Erreichung der CO2-Neutralität macht.

・Über PlaWave™
PlaWave™ ist die proprietäre Technologieplattform von Microwave Chemical zur Zersetzung von Kunststoff mithilfe von Mikrowellen, die sowohl für die Pyrolyse als auch für die Solvolyse eingesetzt werden kann. PlaWave™ ermöglicht schnellere Reaktionsgeschwindigkeiten und höhere Energieeffizienz in einem kompakteren Gerät. Das PlaWave™-Logo ist inspiriert von dem Wunsch, mithilfe von Mikrowellen eine grüne Kreislaufwirtschaft zu schaffen.

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