Wien, 13. Oktober 2023: Die Technische Universität Wien und die HS Timber Group forschen an neuen Möglichkeiten zur Verwendung von Holzspänen. Dazu wurde ein Cristian-Doppler-Labor mit 15 Wissenschaftlern eingerichtet. Ziel ist die Entwicklung eines revolutionären, CO2-neutralen Baustoffes der Zukunft. Schwerpunkt der Forschung liegt auf dem Holzbestandteil Lignin und dessen Bindungen zu Zellulosefasern. Vision der Forscher ist es, 3D-gedruckte Baumaterialen aus Sägespänen zu erzeugen.
Holzspäne können mehr, als nur zu Pellets verpresst und verbrannt zu werden. Davon ist die HS Timber Group überzeugt. Das Unternehmen verfügt über mehrere Sägewerke mit Weiterverarbeitung in Europa und Südamerika. Nur rund die Hälfte eines Stammes kann zu Brettern verarbeitet werden. Der Rest fällt in Form von Sägespänen und Hackgut an. Daraus werden primär Pellets erzeugt. Das ist zwar ein lokales, CO2-neutrales Heizmaterial, aber die Wertschöpfungstiefe ist gering. Und dass Holzspäne schon im ersten Schritt verbrannt werden, widerspricht dem Prinzip der Kreislaufwirtschaft.
Gemeinsam mit der TU Wien hat die HS Timber Group ein langfristiges Forschungsprojekt gestartet. Das soll die Möglichkeiten der Späneverwertung revolutioniert werden. Doch davor müssen die Geheimnisse der Lignin-Zellulose-Bindung geknackt werden. Das wird die Hauptaufgabe eines 15-köpfigen Teams unter der Leitung von Dr. Markus Lukacevic sein. Denn wie Lukacevic weiß, ist die Holzstruktur auch in diesen kleinen Holzstücken vollständig intakt. „Die kleinsten Bausteine, die für die Eigenschaften von Holz verantwortlich sind, bleiben bei diesem Verarbeitungsschritt erhalten. Sie sorgen für die Stabilität und Belastbarkeit trotz des geringen Gewichts von Holz.“ Ziel von Markus Lukacevic und seinem Team ist es daher, diese Bausteine auf nachhaltige Weise wieder zu makroskopischen Tragstrukturen zusammenzusetzen. „Das gewonnene Lignozellulose-Netzwerk kann mittels formgebender oder sogar additiver Herstellungsprozesse miteinander zu neuen Baustoffen verbunden werden“, erklärt Bauingenieur Markus Lukacevic. Mit diesem Verfahren soll ein ähnliches Wertschöpfungsniveau erreicht werden wie bei primären Holzprodukten.
„Für die HS Timber Group war immer klar, dass es bessere Möglichkeiten für die Nutzung von Holzspänen geben muss, als sie in Form von Pellets zu verbrennen. Diese neuen Optionen wollen wir mit dem Projekt „WoodComp3D“ finden. Als Industrieunternehmen, das mit dem nachhaltigen Rohstoff Holz arbeitet, ist dessen bestmögliche Verwertung unser Kerngeschäft. Das Christian Doppler Labor an der TU Wien soll neue Möglichkeiten schaffen, aus einem Nebenprodukt einen hochwertigen Werkstoff herzustellen“, sagt Wolfgang Moser, Executive Director der Evergreen Privatstiftung, in deren Eigentum die HS Timber Group steht.
Insgesamt beträgt das Forschungsbudget 9 Mio. €, rund ein Drittel wird von der HS Timber Group bereitgestellt.
Ziel: Das im Holz gebundene CO2 von der Atmosphäre fernhalten
Entscheidender Vorteil des neuen Baustoffes ist die Senkung von Treibhausgas-Emissionen. „Pellets werden binnen Monate verbrannt. Baumaterialien hingegen verbleiben Jahrzehnte in Gebäuden – und darin gespeichertes Kohlendioxid bleibt der Atmosphäre fern. Allein die HS Timber Group kann so einen Beitrag zur Senkung des CO2-Ausstoßes leisten, der dem einer halben Million Pkw entspricht“, umreißt Hannes Plackner, der bei der HS Timber Group für Forschung und Entwicklung zuständig ist, den Maßstab.
Neuer Biokomposit kommt ohne Klebstoff aus
Forschungsziel ist ein Biokomposit-Material mit hoher Festigkeit und Tragkraft. Als langfristige Vision wird sogar 3D-Druck aus Sägespänen verfolgt. Der maßgebliche Faktor für die Entwicklung dieses neuen Werkstoffes ist der Holzbestandteil Lignin. Lignin ist ein Makromolekül, das für die Festigkeit des Holzes wesentlich ist. Es wird aus den Holzspänen herausgelöst und neu miteinander verbunden. Für den Proof-of-Concept wurde mit Druck und hohen Temperaturen nachgewiesen, dass die ursprünglichen Lignin-Zellulose-Bindungen wieder reaktiviert werden können. Das bedeutet, dass der das neue Biokomposit rein aus Holz besteht. Es wird kein Klebstoff beigemischt.
Förderung von Kooperation zwischen Wissenschaft und Wirtschaft
Die Christian Doppler Forschungsgesellschaft steht für ein Best Practice Beispiel von nationaler „bottom-up“ Grundlagenforschung. Sie fördert die Kooperationen von Unternehmen im Bereich der anwendungsorientierten Grundlagenforschung. Ausgangspunkt für Christian Doppler Labor ist das Innovationsziel eines Unternehmens und damit zusammenhängende Fragestellungen. Zu diesen Fragestellungen werden in den CD-Labors bzw. Josef Ressel-Zentren die wissenschaftlichen Grundlagen umfassend erarbeitet.
Für die TU Wien stellen Christian Doppler Labore einen wichtigen Baustein zur Verlängerung der Wertschöpfungskette im Sinne der Forschungsmission „Von der wissenschaftlichen Grundlage zur Innovation“ dar.
Über die HS Timber Group:
Die HS Timber Group ist ein traditionsreiches, holzverarbeitendes Unternehmen mit österreichischen Wurzeln und starker Verankerung in Zentral- und Osteuropa. Das Unternehmen verarbeitet Holz in Deutschland, Finnland und Rumänien und beliefert Industriekunden auf der ganzen Welt.
Über Christian Doppler Labors
In Christian Doppler Labors wird anwendungsorientierte Grundlagenforschung auf hohem Niveau betrieben, hervorragende Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler kooperieren dazu mit innovativen Unternehmen. Für die Förderung dieser Zusammenarbeit gilt die Christian Doppler Forschungsgesellschaft international als Best-Practice-Beispiel.
Christian Doppler Labors werden von der öffentlichen Hand und den beteiligten Unternehmen gemeinsam finanziert. Wichtigster öffentlicher Fördergeber ist das Bundesministerium für Arbeit und Wirtschaft (BMAW).
Rückfragehinweis HS Timber Group
Johannes Vetter
Pressesprecher
+43 664 88 578 224
press[at]hs.at
Rückfragehinweis WoodComp 3D
Dr. Markus Lukacevic
Technische Universität Wien
Forschungsbereich Struktursimulation und Ingenieurholzbau
+43 1 58801 20264
markus.lukacevic[at]tuwien.ac.at
Copyright Bilder:
© Markus Lukacevic
Bildunterschriften: www.cdg.ac.at/forschungseinheiten/labor/holzbasiertes-biokomposit-der-naechsten-generation
