Das von der EU geförderte Projekt EOLIAN hat einen entscheidenden Fortschritt bei der Entwicklung einer neuen Generation von Windturbinenflügeln erzielt, indem es erfolgreich Laminatplatten aus basaltfaserverstärkten Vitrimer-Verbundwerkstoffen mittels Infusionsverfahren hergestellt hat. Dieser Erfolg markiert einen wichtigen Schritt des Projekts zur Förderung nachhaltiger Materialien für Windkraftflügel.
Marco Monti, Projektkoordinator von EOLIAN bei Proplast, erklärte: „Die derzeit für die Herstellung von Windkraftflügeln verwendeten faserverstärkten Verbundwerkstoffe sind schwer zu recyceln. In den letzten Jahren werden Vitrimere als potenzielle Lösung für dieses Problem angesehen. Die Herstellung von biobasierten Vitrimer-Verbundwerkstoffen mittels Infusionsverfahren ist eine enorme Herausforderung. Dieser Erfolg ist der erste entscheidende Fortschritt auf dem Weg zu unserem Ziel, einen 12 Meter langen Demonstrationsflügel zu produzieren.“
Um die Umweltauswirkungen zu verringern, sucht die Windkraftindustrie nach Alternativen zu herkömmlichen glasfaserverstärkten Duromer-Verbundwerkstoffen. Die im EOLIAN-Projekt entwickelten Vitrimer-Verbundwerkstoffe kombinieren eine biobasierte Matrix mit Basaltfasern und verfügen über Eigenschaften wie Reparierbarkeit, Wiederaufarbeitbarkeit und Recycelbarkeit, was zur Verbesserung der Nachhaltigkeit über den gesamten Lebenszyklus der Flügel beiträgt. Diese Materialien unterstützen verschiedene End-of-Life-Strategien, von der Wiederverwendung durch Thermoformen bis hin zum chemischen Recycling.
Der Projektpartner Tekniker synthetisierte Imin-basierte Vitrimere unter Verwendung nachhaltiger Rohstoffe wie Vanillin und epoxidiertem Pflanzenöl. EOLIAN hat bereits Vitrimere mit einem Biomasseanteil von 60 % entwickelt und deren Wiederaufarbeitbarkeit und Reparierbarkeit demonstriert. Proplast und das Polymer Engineering Laboratory (PolyEngLab) der Polytechnischen Universität Mailand führten mit vielversprechenden Formulierungen Infusionstests durch und stellten erfolgreich hochwertige Laminatplatten bei moderaten Temperaturen mit optimiertem Faservolumenanteil und geringer Porosität her.
Die Forscherin Cristina Monteserin von Tekniker merkte an: „Die Arbeiten im EOLIAN-Projekt stellen einen bedeutenden Fortschritt in der Entwicklung hochleistungsfähiger, umweltfreundlicher Vitrimer-Verbundwerkstoffe dar. Angesichts der wachsenden Bedeutung grüner Energie und Kreislaufwirtschaft könnten diese Innovationen transformative Auswirkungen auf die Windenergie und den breiteren Bereich nachhaltiger Materialien haben.“ Prof. Marco L. Longana von der Polytechnischen Universität Mailand fügte hinzu: „Durch die Teilnahme am EOLIAN-Projekt treibt das PolyEngLab die Grenzen nachhaltiger Polymerverbundwerkstoffe voran und stellt sicher, dass zukünftige Windkraftflügel langlebiger, reparierbarer und recycelbarer sind.“
Gleichzeitig entwickelt das EOLIAN-Projekt ein System zur Überwachung der strukturellen Integrität, bei dem Sensoren mittels In-Mould-Electronics-Prozessen in die Verbundwerkstoffe eingebettet werden, um Schäden frühzeitig zu erkennen. Dies soll die Lebensdauer der Flügel verlängern und die Wartungskosten senken. Das Projekt plant die Herstellung eines Prototyps eines sensorunterstützten Vitrimer-Verbundwerkstoffflügels, vergleichende Tests mit herkömmlichen Flügeln sowie Kosten- und Lebenszyklusanalysen, um der Industrie Erkenntnisse zur Optimierung des Flügeldesigns zu liefern.
