Das Fachgebiet Stoffstrommanagement und Ressourcenwirtschaft trägt mit seiner Expertise dazu bei, Lösungsansätze für konkrete Fragestellungen im Kontext von Ressourcen- und Energieeffizienz zu finden: Wir nutzen systemanalytische Methoden, insbesondere Life Cycle Assessment (Ökobilanzen) und Material Flow Analysis (Stoffstromanalyse). Wir erarbeiten Szenarien und Modelle, entwickeln chemisch-analytische Methoden und arbeiten experimentell an der Entwicklung neuer Verfahren und Konzepte im Bereich Kreislaufwirtschaft.

Unsere aktuellen Forschungsprojekte

K3I-Cycling

Im Rahmen der BMBF-Fördermaßnahme „KI-Anwendungshub Kunststoffverpackungen – nachhaltige Kreislaufwirtschaft durch Künstliche Intelligenz“ werden Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) dazu genutzt, die Nachhaltigkeit von Kunststoffverpackungen zu verbessern – entlang der gesamten Wertschöpfungskette vom Design bis zum erneuten Eintreten von Sekundärrohstoffen in den Kreislauf.

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LC IT-Age

Das Life Cycle Assessment (Ökobilanz) stellt die wissenschaftliche Methode bereit, um Umweltwirkungen von Produkten, Dienstleistungen oder Technologien „von der Wiege bis zur Bahre“ zu bilanzieren. Unternehmen nutzen heute Life Cycle Assessment und darauf basierende Ansätze wie z.B. den Carbon Footprint oder das Green House Gas Protocol sowohl für das interne Nachhaltigkeitsmanagement als auch für die externe Berichterstattung und Kommunikation.

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FreeCity

Der urbane Verkehr ist geprägt durch eine hohe Verkehrsdichte, Staus, lokale Emissionen und einen hohen Flächenverbrauch. Seine Transportpotenziale werden weder koordiniert noch vollständig ausgenutzt. Das interdisziplinäre Projekt „Campus FreeCity“ erforscht Herausforderungen und Lösungsansätze für die innerstädtischen Verkehrsprobleme mittels zwei „CityBot“-Fahrzeugen, die im Rahmen des Projekts zur Fahrgastbeförderung und zum Gütertransport entwickelt und im Labor implementiert, betrieben und wissenschaftlich analysiert werden.

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Biotess

Das Projekt BIOTess verfolgt die Herstellung biobasierter Phasenwechsel-Materialien (Bio-PCM) aus flüssigen Abfallsubstraten aus Bioabfallbehandlungen, Altspeisefetten und aus Fettrückständen von Fettabscheidern, wie sie in Mensen oder der Gastronomie anfallen. In diesem Vorhaben sollen Bio-PCM hergestellt werden, die im Bausektor bspw. in einem nachhaltigen Dämmstoff zur Reduzierung des Dämmstoff-verbrauchs, eingesetzt werden können.

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RessStadtQuartier2

Die nachhaltige Entwicklung von Stadtquartieren ist eng verbunden mit der Steigerung der Ressourceneffizienz von Stoff- und Materialströmen: Die Grundlage für einen ressourceneffizienten Einsatz von Stoff- und Materialströmen bildet die Integration eines quartiersbezogenen Stoffstrommanagements in kommunale Planungsprozesse.

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DigInform

Die Kreislaufwirtschaft trägt maßgeblich zu Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz bei, indem sie hochwertige Sekundärrohstoffe für die Wirtschaft zur Verfügung stellt. Dies erfordert jedoch eine enge Kooperation der verschiedenen Akteure in der Wertschöpfungskette.

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ReOptify

Das Ziel des bis zum Dezember 2021 laufenden Projektes ist die Steigerung der Ressourceneffizienz. Im Rahmen des erfolgreich abgeschlossenen Transferprojektes ArePron – Agiles ressourceneffizientes Produktionsnetzwerk – wurden weitere Schwerpunkte identifiziert, die sich für eine nähere Betrachtung und intensiven Wissenstransfer eignen.

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FindHerO

Pflanzenöle sind von großer Bedeutung für die Herstellung von Biokraftstoffen und zukünftig weiterer Produkte der Bioökonomie. In den letzten Jahren haben zahlreiche Studien das Ausmaß globaler Landnutzungsänderungen durch die landwirtschaftliche Produktion untersucht und auf mögliche Folgen hingewiesen.

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LIFE-3E – Environment-Energy-Economy

Das Projekt zielt darauf ab, ein innovatives Verfahren zu entwickeln und zu demonstrieren, das die Nachhaltigkeit von Kläranlagen in Küstengebieten fördert, indem es zur Sanierung und Wiederverwendung von Wasser beiträgt, das Kreislaufwirtschaftsparadigma begünstigt, erneuerbare Energiegewinnung vor Ort erzeugt und den Druck auf aquatische Ökosysteme minimiert.

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ReCircE

Die Hälfte der deutschlandweit anfallenden Kunststoffabfälle wird derzeit energetisch verwertet d.h. verbrannt. Das führt zur Vernichtung wertvoller Kunststoffmaterialien und entzieht diese der Kreislaufwirtschaft. Die Hauptursache der geringen Recyclingquote resultiert aus fehlenden Information im Bereich des recyclingfähigen Produktdesigns und der zur Verwertung anfallenden Stoffströme.

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GNOSIS

Die Dekarbonisierung des Flugsektors stellt eine wichtige Maßnahme zur Erreichung der Klimaziele dar. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) fördert daher innerhalb des Luftfahrtforschungsprogramms LuFo VI-1 Forschungsvorhaben zur Entwicklung und Bewertung von (teil-)elektrischen Antriebskonfigurationen für Passagierflugzeuge.

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RePhoRM

Das Verbundvorhaben RePhoRM ist ein vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Förderprogramms „Forschung für Nachhaltige Entwicklung (FONA3)“ gefördertes Forschungs- und Entwicklungsvorhaben zum Thema „Regionales Phosphor-Recycling (RePhoR)“.

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Biotec2Future

Gerade hinsichtlich der Endlichkeit fossiler Ressourcen gewinnt die Etablierung und Nutzung neuer Technologien und nachhaltiger Ressourcen immer mehr an Bedeutung. Eine Möglichkeit diese Ressourcen zu schonen und dennoch den aktuellen Lebensstandard aufrecht zu erhalten bzw. zu verbessern sind bioökonomische Ansätze. In vielen Entwicklungsländern, wie der Elfenbeinküste oder Marokko, ist die Bioökonomie noch kein fester Bestandteil der aktuellen politischen und gesellschaftlichen Diskussion.

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GlyChem

Für die Wettbewerbsfähigkeit der Glykan-basierten Wertschöpfungsketten bietet die Einbeziehung von Koppelprodukten eine Chance, die für die synthetischen Analoga nicht gegeben ist. Der Extraktionsrückstand ist ein geeignetes Substrat für die anaerobe Vergärung, bei der polare Carbonsäuren durch Abbauvorgänge in Biogas umgewandelt werden können. Durch die Nutzung einer neuartigen Biotechnologie, die diese polaren Carbonsäuren mittels Ethanolreifung in unpolare Carbonsäuren umwandeln kann, die wiederum mit einem Extraktionsmittel aus dem Substrat abgetrennt und über verschiedene Raffinationswege zu unterschiedlichen biobasierten Produkten umgewandelt werden können, ist eine zusätzliche Wertschöpfung der entstandenen Rückstände möglich.

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TransRegBio

Das Konzept der Bioökonomie steht für ein Wirtschaftssystem auf Basis von nachwachsenden Rohstoffen, das wirtschaftlichen Fortschritt und die Beachtung natürlicher Grenzen in Einklang bringen soll. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert jetzt deutschlandweit vier Innovationsräume der Bioökonomie; Darunter den „Innovationsraum BioBall“, der den Strukturwandel hin zu einer biobasierten Wirtschaftsweise in der Metropolregion Frankfurt/ Rhein-Main beschleunigen soll.

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Combi4Products

Im Forschungsprojekt Combi4product soll ein Verfahrenskonzept erarbeitet und getestet werden, dass die Verfahren der Kompostierung, Vergärung und Ethanolherstellung auf Basis lignocellulose-haltiger Biomasse kombiniert. Durch die Kombination dieser drei Verfahren soll ein flüssiges Substrat erzeugt werden, das reich an unpolaren Carbonsäuren ist, die in einer Bioraffinationseinheit extrahiert und in biobasierte Produkte umgewandelt werden.

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WieBauin

Im Bausektor sind Stadt und Land eng miteinander verbunden. Die im städtischen Raum benötigten Baustoffe werden im Umland gewonnen – gleichzeitig werden Abfälle im ländlichen Raum deponiert. Beides führt zur Inanspruchnahme natürlicher Ressourcen im ländlichen Raum.

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SWIVT II

In 2017 endete das Forschungsvorhaben „SWIVT: Siedlungsbausteine für bestehende Wohnquartiere – Impulse zur Vernetzung energieeffizienter Technologien“. In dem dreijährigen Projekt wurden Strategien konzeptionell erarbeitet, um bestehende Wohnquartiere hinsichtlich ihres Primärenergiebedarfs zu verbessern und die Umweltwirkungen über den Lebenszyklus zu bewerten. Die Entwicklung der Konzepte wurde dabei für die Sanierung der Darmstädter Postsiedlung im südlichen Stadtgebiet vorgenommen.

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Übersicht abgeschlossener Forschungsprojekte