Bei der Produktion von Braunglas in Deutschland entstehen derzeit jährlich rund 0,58 Millionen Tonnen CO2. Ein Forschungsprojekt der TU Bergakademie Freiberg hat nun ein vollelektrisches Schmelzverfahren für Braunglas im Labormaßstab erfolgreich weiterentwickelt und getestet. Dadurch könnten künftig etwa 86 Prozent der CO?-Emissionen eingespart werden – das entspricht dem jährlichen Ausstoß von ungefähr 77.000 Haushalten. Gleichzeitig lässt sich die Menge des benötigten Farb- beziehungsweise Schwefelträgers halbieren.
Braunglas wird vor allem für die Verpackung lichtempfindlicher Arzneimittel und Lebensmittel eingesetzt. Für die Braunfärbung wird dem Glasgemenge traditionell Natriumsulfat als Schwefelträger, Eisenoxid und ein Reduktionsmittel zugesetzt. Das Gemenge wird bisher in gasbeheizten Wannen bei bis zu 1.500 °C geschmolzen. Eine rein elektrische Beheizung galt bislang als industriell nicht umsetzbar, da die Stabilität der Farbbildung und der Gemengedecke – entscheidend für gleichmäßige Prozessbedingungen – nicht gewährleistet werden konnte.
Das Team am Institut für Glas- und Glastechnologie der TU Bergakademie Freiberg identifizierte in einer Technikumsanlage die kritischen Faktoren und optimierte das Verfahren. Dabei kam das sogenannte Cold-Top-Verfahren zum Einsatz: Eine isolierende Schicht aus kühlem Gemenge liegt wie ein Deckel auf der heißen Schmelze und spart Energie, erschwert jedoch die präzise Steuerung chemischer Reaktionen und des Gasaustritts.
Durch eine angepasste Zusammensetzung aus Farbträger, Reduktionsmittel und Läutermittel sowie Modifikationen des Temperaturprofils und der Gemengedecke gelang es, eine zuverlässige und stabile Braunfärbung zu erzielen. Das Verhältnis der Zugaben weicht dabei deutlich von konventionellen gasbeheizten Prozessen ab.
„Wir konnten eine absolut konstante Farbe garantieren und gleichzeitig die kalte Gemengedecke stabilisieren“, sagte Projektleiter Dr. Khaled Al Hamdan. Die Versuche im Labor belegten, dass Braunglas in der vollelektrischen Schmelzanlage zuverlässig und in hoher Qualität hergestellt werden kann.
Das Verfahren ermöglicht zudem die direkte Nutzung erneuerbarer Stromquellen und reduziert den Energieverbrauch erheblich. In Kooperation mit Industriepartnern wird die Technologie nun weiter erprobt, um den Weg in die industrielle Anwendung zu ebnen.
Das Projekt mit dem Förderkennzeichen 01IF22664N lief von Januar 2023 bis Januar 2026 und wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie auf Beschluss des Deutschen Bundestages gefördert.
