Kostbare LED-Bestandteile wiederverwerten

Kostbare LED-Bestandteile wiederverwerten

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Ob in Fernsehern, in Autoscheinwerfern oder in Leuchtmitteln: LED sind zwar allgegenwärtig, dennoch existiert für sie aber kein geeignetes Recyclingverfahren. Das könnte sich ändern. Forscher des deutschen Fraunhofer Instituts haben eine Methode entwickelt, mit der sich Komponenten von LED-Leuchtmitteln mechanisch trennen lassen.

Moderne Leuchtmittel bestehen aus unterschiedlichsten Materialien: das Gehäuse besteht aus Glas oder Kunststoff, der Kühlkörper aus Keramik oder Aluminium. Und Kupfer findet sich in Widerständen oder Kabeln. Die wertvollsten Bestandteile im Innern der LEDs sind jedoch Indium und Gallium in der Halbleiterdiode sowie Seltene Erden wie Europium oder Terbium im Leuchtstoff. Wegen diesen Stoffen ist die Herstellung von Dioden vergleichsweise teuer, die Margen sind gering.

„Schon jetzt fallen bei den Recyclern erste LED-Produkte an, die derzeit nur gelagert werden und für die es keinen geeigneten Recyclingprozess gibt“, sagt Jörg Zimmermann von der Projektgruppe für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie in Alzenau und Hanau des Fraunhofer-Instituts für Silicatforschung (ISC). Ziel sei es vor allem, die wertvollen Materialien zurückzugewinnen. „Es ist nur eine Frage der Zeit, bis die Verwerter auf das LED-Recycling umsteigen müssen.“

Mit Druckwellen zerkleinert

Bei ihrer neu entwickelten Wiedervertuntsmethode zerlegen die Forscher mit Hilfe der sogenannten elektrohydraulischen Zerkleinerung  LED-Leuchtmittel in ihre Einzelteile, ohne dabei die LEDs selbst zu zerstören. Dabei lösen elektrischer Impulse über Druckwellen in einem Wasserbad die einzelnen Komponenten mechanisch exakt an ihren Sollbruchstellen ab. Damit lassen sich die Bauteile separat wiederverwerten. Ihren Versuchsaufbau haben die Forscher für Retrofit-Leuchtmittel angepasst: In ihrem Aussehen ähneln sie der klassischen Glühbirne oder Leuchtstoffröhre und können genau wie diese in handelsübliche Lampenfassungen geschraubt werden. „Die Methode funktioniert jedoch prinzipiell auch bei anderen Grössen“, sagt Zimmermann.  „Zum Beispiel für LEDs aus Fernsehern und Autoscheinwerfern oder für andere elektronische Bauteile.“

Für einen wirtschaftlichen Recyclingprozess ist die saubere und exakte Trennung der Bauteile das A und O: Denn würde man den Retrofit als Ganzes zerkleinern, wäre es um ein Vielfaches schwerer, die unterschiedlichen Stoffe aus der klein gemahlenen Mischung heraus zu sortieren. Zumal mit dem Auftrennen in die einzelnen Komponenten auch grössere Mengen der in ihnen enthaltenen Stoffe leichter zurück gewonnen werden können.

Die elektrohydraulische Zerkleinerung soll nun im Detail weiter analysiert, verbessert und für weitere Anwendungen ausgeweitet werden. „Mit unserer Forschungsarbeit haben wir gezeigt, dass das mechanische Trennen ein möglicher Weg ist, um zum wirtschaftlichen Recycling von LEDs beizutragen“, so Zimmermann. (mai/mgt)