Phosphorrecycling

Phosphor: Ein unverzichtbarer Rohstoff

Phosphor ist essenziell für das Leben – er steckt in unserer DNA, unseren Knochen und Zähnen. Auch Pflanzen benötigen Phosphor für ihr Wachstum, weshalb weltweit jährlich rund 40 Millionen Tonnen Phosphatdünger eingesetzt werden. Dieser Dünger basiert fast ausschließlich auf nicht erneuerbaren Phosphatgesteinen, deren Reserven in wenigen Jahrzehnten erschöpft sein könnten.

In etwa 50 Jahren wird die Nachfrage nach Phosphor voraussichtlich größer sein als die verfügbaren Mengen – ein sogenannter „Phosphor-Peak“. Um langfristige Engpässe zu vermeiden, müssen nachhaltige Lösungen zur Rückgewinnung und Wiederverwertung entwickelt werden.

Ein innovativer Ansatz ist die Adsorption von Phosphorverbindungen aus der Gasphase. Im Rahmen des Projekts „Phosphorrückgewinnung über Gasphasenprozesse (PGP)“ werden die Adsorptionseigenschaften dieser Verbindungen in heißen Synthesegasen erforscht – ein vielversprechender Schritt hin zu einer nachhaltigen Phosphornutzung.

Nachhaltiges Phosphorrecycling durch Gasphasenprozesse

Das Konzept basiert auf einem Vergasungsprozess mit Biomasse, bei dem die Adsorption von Phosphorverbindungen unter hohen Temperaturen und spezifischen Gaszusammensetzungen untersucht wird.

Ziel des Projekts ist es, die Bedingungen für die Freisetzung von Phosphor in die Gasphase zu erforschen, ihn gezielt abzuscheiden und für die Wiederverwertung nutzbar zu machen. Gleichzeitig entsteht dabei ein gereinigtes Synthesegas, das als regenerative Kohlenstoffquelle wieder in den Kohlenstoffkreislauf eingebunden werden kann.

Dieser Ansatz bietet eine nachhaltige Lösung, um Phosphor effizient zurückzugewinnen und gleichzeitig wertvolle Ressourcen zu schonen.

Innovative Methodik zur Phosphorrückgewinnung

Die Freisetzung von Phosphorverbindungen in die Gasphase wird in einem Hochtemperaturmodul untersucht, das Temperaturen bis zu 1500 °C erreicht. Zur effizienten Adsorption der gasförmigen Phosphorverbindungen werden verschiedene Adsorbenzien getestet. Der Fokus liegt dabei auf der selektiven Abscheidung von Phosphor aus Rauchgas und möglichen Rückgewinnungsmethoden.

Die experimentellen Untersuchungen erfolgen in einer speziellen TPA/TPD-Anlage, die präzise Analysen unter realistischen Bedingungen ermöglicht. So werden optimale Bedingungen für eine nachhaltige Phosphor-Rückgewinnung identifiziert.