Die Rohstoff-Retterin

Frau Keszler, hinter preisgekrönten Arbeiten steckt oft eine besondere Motivation. Was treibt Sie an?

Ich will Schätze retten. Viele Produkte sind so kompliziert gebaut, dass wir sie nach der Nutzung auf die Deponie kippen. Das ist eine riesige Verschwendung. Künftige Generationen verlieren so wertvolle Ressourcen.

Sie widmen sich „hoffnungslosen Fällen“ wie verunreinigten Stahlspänen oder alten Magneten. Warum sind die so schwierig?

Das Hauptproblem ist, dass Maschinen oft nicht nur einen, sondern mehrere Rohstoffe verarbeiten – allein bei Stahl gibt es über 3000 Sorten. In unserem Forschungsprojekt haben uns unsere Partner Berghaus und WILO sehr spezifische Abfälle vorsortiert.

Bei industriellen Prozessen in der Praxis landet der gesamte Abfall oft in einem Eimer. Wenn eine Maschine am Tag fünf verschiedene Stahlsorten bearbeitet, ist der Schrott im Eimer am Abend ein Mix, für den man kaum einen stabilen Recyclingprozess planen kann.

Dazu kommt der Aufwand: Verunreinigungen etwa durch Keramik oder andere Nichtmetalle zu entfernen, kostet Energie und Geld. Bei Gold lohnt sich das, bei billigem Stahl oder winzigen, beschichteten Magneten in Smartphones kaum. Heute ist es oft billiger, neu zu kaufen, statt mühsam aufzubereiten.

Sie haben Lösungen entwickelt, wie sehen die aus?

Ich habe einen Weg gefunden, aus mit Keramik verunreinigten Stahlspänen Schneidwerkzeuge zu entwickeln. Dabei wird das Material gesintert – das bedeutet, durch Hitze besonders belastbar gemacht. Tests an einer Tunnelbohr-Versuchsanlage haben bestätigt, dass die Werkzeuge praxistauglich sind.

Ich nutze eine spezielle Art des Sinterns, das feldunterstützte Sintern. Normalerweise ist Sintern wie Kekse backen: Die Hitze muss von außen mühsam nach innen wandern. Wir legen Druck an und leiten Elektrizität direkt durch das Material. Das funktioniert wie ein Turbo-Backofen, der den Abfall von innen und außen gleichzeitig backt. Statt Stunden oder Tage zu warten, sind wir in Minuten fertig. So entstehen extrem feine Strukturen, die das Metall besonders belastbar machen.

Und aus diesem Metall entstehen dann die Schneidwerkzeuge?

Genau, die eignen sich etwa für den Einsatz in Tunnelbohrern oder Pumpenmotoren. Tests an einer Tunnelbohr-Versuchsanlage unseres Projektpartners Ruhr-Universität Bochum haben bestätigt, dass die Werkzeuge praxistauglich sind. Außerdem konnte ich zeigen, dass sich aus zerkleinerten Altmagneten leistungsfähige Dauermagnete machen lassen. Unser Industriepartner WILO hat festgestellt, dass sie 95 Prozent der Leistung von Standardmagneten erreichen. Ich war völlig baff, als WILO mir das berichtete.

Wieso?

Das ist eine klassische Kopfsache. In Wahrheit steckt im Abfall exakt dasselbe wertvolle Material wie in Neuware. Wir verlieren nur oft den Respekt vor Werkstoffen, sobald wir sie als Müll bezeichnen. Auch wenn man hunderte Fehlversuche benötigt, ist es eigentlich logisch, dass am Ende ein solches Recyclingprodukt ähnlich gute Ergebnisse liefert wie Neuware: Beide bestehen aus denselben Stoffen. Wir mussten nur per „Trial-and-Error“ herausfinden, wie wir die ausrangierten Stoffe wieder richtig zusammensetzen.

Beim Recycling-Stahl gab es einen anderen Aha-Effekt: als mir eine frisch gesinterte Platte versehentlich aus der Hand rutschte und auf den Boden knallte. Zu unserer Überraschung und Erleichterung war sie nicht zerbrochen. Der Stahl war stabiler als gedacht.

Sie sind Wissenschaftlerin, genauer Chemieingenieurin. Wie wichtig ist es Ihnen, dass Ihre Forschung im echten Leben ankommt?

Das ist für mich entscheidend. Unsere Arbeit besteht zu einem wesentlichen Teil darin, Prozesse, die bei uns im Labor funktionieren, so zu skalieren – also zu vergrößern –, dass sie auch im industriellen Maßstab funktionieren. Ich bin erst dann richtig begeistert, wenn ich sehe, dass meine Arbeit eine echte Anwendung hat.

Es ist ein großartiges Gefühl, wenn sich meine Proben von der Größe einer winzigen Münze zu lebensgroßen Schneidwerkzeugen oder Stabmagneten entwickeln. Wenn man ein Bauteil in der Hand hält oder sieht, wie es in einer echten Maschine arbeitet, ist die Wissenschaft nicht mehr hypothetisch. In diesem Moment wird sie für jeden, der von außen zuschaut, plötzlich real und greifbar.

Inzwischen forschen Sie an Legierungen für die Kernfusion und Solarenergie. Bauen wir da die nächsten Müllberge?

Das möchte ich vermeiden. Wir fangen meistens viel zu spät an, über das Ende nachzudenken. Stattdessen sollten wir Recycling schon planen, wenn wir Materialien entwickeln. Idealerweise müsste jedes Fördergeld für ein neues Material an ein Projekt gekoppelt sein, das zeitgleich dessen Recycling plant.

Oft wird das „End-of-Life“ erst zum Thema, wenn die volle Produktion läuft und plötzlich tonnenweise Material irgendwohin muss. Das ist ein wirtschaftliches Problem. Wir müssen die Produzenten in die Pflicht nehmen, früh in die Entsorgungsforschung zu investieren, statt alles nur auf Deponien zu kippen. Wir müssen stärker auf eine kreislauforientierte Wirtschaft setzen. Und wenn es zu teuer sein sollte, ein Material vollkommen rein wiederzugewinnen: Vielleicht muss es das gar nicht sein, vielleicht reicht es, wenn recyceltes Material nur zu 99 oder sogar nur noch zu 90 Prozent rein ist.

Wenn Sie in zehn Jahren zurückblicken: Was hat die Zeit in Jülich für Sie wertvoll gemacht?

Sicherlich die wissenschaftliche Arbeit mit vielen netten Kolleg:innen und hoffentlich mein kleiner Beitrag zum Fortschritt. Doch es wird nicht nur die Forschung an sich sein: Die Stelle in Jülich hat mir eine Perspektive in Deutschland ermöglicht. Ich bin unglaublich dankbar für meine Betreuer, die mich unterstützt haben. Es bedeutet mir viel, dass ich hier mit meinem Partner leben und an Themen forschen kann, die wirklich zählen. Selbst wenn meine Artikel in zehn Jahren niemand mehr liest – ich durfte mir hier eine Zukunft aufbauen und hatte auch noch viel Spaß dabei.