Nickelabbauanlagen fördern die Lieferkette von Elektrofahrzeugbatterien

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Die Lieferkette für Elektrofahrzeugbatterien ist voller Fallstricke, eine davon sind die Umweltkosten des Nickelabbaus. Dennoch zeichnen sich Lösungen ab, und eine davon ist gerade aus dem Tarnmodus herausgekommen, und zwar in Form eines neuen US-amerikanischen Phytomining-Startups namens Metalplant. Moment, was ist Phytomining?

US-Energieministerium verfolgt Phytomining für eine nachhaltige Lieferkette für Elektrofahrzeugbatterien

Unter Phytomining versteht man die Praxis, Pflanzen auf ihren Metallgehalt hin zu ernten. Es ist keine besonders neue Idee, aber ihre Anwendung auf die Lieferkette von Elektrofahrzeugbatterien ist eine neue Wendung.

Das US-Energieministerium hat beispielsweise eine Chance erkannt. Letzten Monat kündigte das ARPA-E-Finanzierungsbüro der Agentur mit hohem Risiko und hoher Rendite einen neuen Finanzierungstopf in Höhe von 10 Millionen US-Dollar an, der darauf abzielt, hier in den USA eine heimische, pflanzenbasierte Lieferkette für Elektrofahrzeugbatterien zu entwickeln, beginnend mit Nickel.

Andere Metalle könnten irgendwann ins Visier genommen werden, aber wenn Phytomining jemals zu einem Standardmerkmal in der Lieferkette für Elektrofahrzeugbatterien wird, ist Nickel die am wenigsten hängende Frucht.

„Unter den kritischen Materialien, die im Critical Materials Assessment (CMA) des DOE genannt werden, ist Nickel aufgrund der großen Anzahl dokumentierter Nickel-Hyperakkumulationsanlagen (HA) ein ideales Ziel zur Validierung der Durchführbarkeit des Phytominings in den USA“, erklärt ARPA-E .

ARPA-E-Listen Lithium-Ionen-Batterien für Elektrofahrzeuge Neben stationären Batterien, Unterhaltungselektronik, Metallurgie und verschiedenen Legierungen gehören zu den Anwendungsfällen für Nickel. „Nickel ist für die globalen Lieferketten für saubere Energietechnologie von entscheidender Bedeutung, und die Nachfrage wird in Zukunft voraussichtlich steigen“, stellen sie fest.

Bringen Sie Ihren inneren Phytominer zum Vorschein

Die 10 Millionen US-Dollar werden für Machbarkeitsstudien im Rahmen eines neuen ARPA-E-Explorationsthemas mit dem Titel „Plant HYperaccumulators TO MIne Nickel-Enriched Soils“ verwendet, um das umständlich generierte Akronym PHYTOMINES zu produzieren.

Im Rahmen des PHYTOMINES-Projekts sucht ARPA-E nach neuen Technologien, die die Bodenbedingungen oder die Eigenschaften der Pflanzen optimieren, um die Nickelanreicherung zu steigern. „ARPA-E sieht diese Projekte als Proof-of-Concepts im Frühstadium, die wahrscheinlich in geschlossenen oder offenen Labors, Gewächshäusern oder abgegrenzten Feldern stattfinden, wo Licht-, Feuchtigkeits- und Temperaturregime vollständig programmiert werden können“, erklärt die Agentur .

Auch Skalierungsmöglichkeiten sowie technoökonomische und Lebenszyklusanalysen sind Teil des Plans.

ARPA-E kam letzten Sommer auf die Sprünge, als es einen ersten Workshop abhielt, um das Programm mit interessierten Parteien zu besprechen. Eine Liste mit Potenzialen Phytomining „Teaming Partner“ ist ebenfalls in Arbeit, darunter Georgia Tech und andere bekannte akademische Forschungseinrichtungen CleanTechnica Radar.

Zu den Privatfirmen, die sich bewerben, gehört das in Kalifornien ansässige Unternehmen Otherlabdas Beratungsunternehmen aus Florida WT-Partnerund der Agtech-Führer SRI International,

US-Startup verlässt den Tarnmodus und steigt in die Lieferkette für pflanzenbasierte Elektrofahrzeugbatterien ein

CleanTechnica hat das US-Startup Metalplant nicht auf der Liste gesehen, vielleicht weil das Unternehmen seine Lieferkettenlösung für Elektrofahrzeugbatterien hinter den Kulissen entwickelt hat. Allerdings laut einer Meldung der Nachrichtenorganisation Kohlenstoff-Herold Am 10. April ist das Unternehmen über die Finanzierungsmöglichkeit informiert.

Der Kohlenstoff-Herold Die Geschichte hat Metalplant mit einem langen, detaillierten Überblick über die Forschungs- und Geschäftspläne des Unternehmens effektiv aus dem Tarnmodus geholt. Wir wenden uns an Metalplant, um die Highlights zu bestätigen, aber vorerst bleiben wir dabei Carbon Heralds Berichterstattung.

Die zugrunde liegende Technologie und das Hauptziel von Metalplant ist die verbesserte Gesteinsverwitterung, was bekannt ist CleanTechnica Leser als eine Form der Kohlenstoffentfernung.

Kohlenstoff-Herold Der Reporter Vasil Velv berichtet, dass das Unternehmen einen Standort in Nordalbanien entwickelt hat, um seinen vertikal integrierten Betrieb zu demonstrieren. Der Standort wurde aufgrund der Verfügbarkeit geeigneter Gesteine ​​ausgewählt, was die Transportkosten und den Energieverbrauch senkt.

Die Geographie Albaniens ist reich an Serpentinenböden, die sich ideal für die pflanzliche Nickelgewinnung eignen. Der Metallgehalt beeinträchtigt ihre Eignung für den Anbau von Nahrungsmittelpflanzen und bietet die Möglichkeit, Non-Food-Pflanzen anzubauen, ohne die Nahrungsmittelsysteme zu beeinträchtigen.

Genauer gesagt besteht der Standort aus Serpentinenböden, die durch hydratisiertes Olivin vorverwittert sind, ein Magnesium-Eisen-Silikat-Mineral, das für seine schnelle Verwitterung bekannt ist. Serpentinenböden bestehen aus gebrochenes Gestein, das das Eindringen von Wasser ermöglicht, was die Mineralologie des Bodens im Laufe der Zeit verändert. Sie können relativ hohe Mengen an Metallen, einschließlich Nickel, enthalten.

Trotz seiner Fähigkeit, schnell zu verwittern, war Olivin kein bevorzugtes Ziel für gesteinsbasierte Kohlenstoffabscheidungssysteme, da es während des Prozesses Nickel freisetzt. Der Einsatz von Anlagen zur Nickelabscheidung löst dieses Problem.

Was die Pflanzen betrifft, so können Hunderte verschiedene Arten Metalle aufnehmen, aber von einer relativ begrenzten Anzahl ist bekannt, dass sie Hyperakkumulatoren mit dem Potenzial für eine kommerzielle Anwendung sind. Velv berichtet, dass Metalplant eine Iteration eines bekannten Hyperakkumulators einsetzt, der in Albanien beheimatet ist Odontarrhena chalcidicaeine strauchartige Pflanze mit zahlreichen gelben Blüten.

„Diese Pflanzen wachsen auf metallhaltigen Böden mit hohem pH-Wert und absorbieren in ihren Wurzeln, Stängeln und Blättern über 100-mal mehr Nickel als nicht hyperakkumulierende Pflanzen, ohne jedoch schädliche Auswirkungen zu haben“, berichtet Velv. Der Beitrag von Metalplant auf diesem Gebiet ist eine aufgemotzte Version von Odontarrhena chalcidica das mehr als 1 % Nickel im Trockengewicht verträgt, was ihm den Titel Hypernickelophor einbringt.

Mehr pflanzliches Nickel für die Lieferkette von Elektrofahrzeugbatterien

Der nächste Schritt besteht darin, das Nickel aus der Anlage zu entfernen. Velv weist darauf hin, dass Pyrolyse eine Option sei, wir werden jedoch warten, bis wir eine Rückmeldung vom Unternehmen erhalten, bevor wir näher darauf eingehen.

Wenn das alles nach sehr viel Arbeit klingt, ist es das auch. Für sich genommen wäre die Nickelrückgewinnung ein Geldverlust. Der Wert der Kohlenstoffabscheidung unterstützt den Betrieb, da das Nickel einen Nebeneffekt darstellt und gleichzeitig die Umweltauswirkungen des Nickelabbaus vermeidet.

Wie Velv berichtet, handelt es sich dabei um reine Nickelsulfatsalze, die ideale Form von Nickel für die Lieferkette von Elektrofahrzeugbatterien.

Natürlich könnte es hilfreich sein, Nickel vollständig aus der Lieferkette für Elektrofahrzeugbatterien zu entfernen, vorausgesetzt, dass alternative Formeln keine neuen Dosen für Umweltwürmer öffnen. CleanTechnica hat ein Auge auf neue Festkörper-Lithium-Eisenphosphat-Batterien geworfen, die sowohl Kobalt als auch Nickel eliminieren. Auch die Lithium-Schwefel-Technologie ist im Rennen.

Einige Interessenvertreter aus der Automobilbranche haben auch ein Auge auf die Technologie nickelfreier Durchflussbatterien geworfen. Flow-Batterien werden üblicherweise zur stationären Energiespeicherung eingesetzt. Sie für den Markt für Elektrofahrzeugbatterien umzuwidmen, ist etwas mühsam, obwohl das europäische Unternehmen nanoFlowcell einen Plan angekündigt hat, sportliche Elektrofahrzeuge mit Flow-Batterien unter der Haube zu produzieren. Wenn Sie dazu eine Meinung haben, hinterlassen Sie uns eine Nachricht im Kommentarthread.

Aktualisieren: Eric Matzner, Mitbegründer von Metalplant, lieferte einige zusätzliche Details CleanTechnica per E-Mail. Das Startup ist in den USA als Delaware Public Benefit Corporation registriert und hat mehrere Farmen (nicht nur eine) in Nordalbanien gegründet. Matzner bestätigte auch, dass es sich bei der Pflanze um einen nördlichen Verwandten von Odontarrhena chalcidica handelt, die einigen Lesern unter der früheren Klassifizierung Alyssum Murale bekannt sein dürfte.

Nachdem die Pflanzen geerntet, getrocknet und durch Pyrolyse zersetzt wurden, werden Schadstoffe und andere Elemente herausgefiltert. „Die verbleibende Lösung wird zu Nickelsulfatsalzen ausgefällt, die dann bei der Herstellung von Elektrofahrzeugen verwendet werden können, oder als eingeschmolzene Nickelmetalloide zur Verwendung bei der Stahlherstellung“, erklärte Matzner.

Matzner wies auch darauf hin, dass bei dem Verfahren eine Art Pflanzenkohle entsteht, die als Bodenverbesserer auf dem Bauernhof ausgebracht werden kann.

„Wir können auch Elemente wie Kalium aus der Biomasse extrahieren, die als natürliche Nährstoffdünger auf dem Bauernhof ausgebracht werden können“, sagte er, betonte jedoch, dass das Unternehmen keine Angaben zur Kohlenstoffabscheidung durch Biomasse oder Pflanzenkohle macht. Der Schwerpunkt liegt auf der Kohlenstoffbindung durch verstärkte Gesteinsverwitterung. Wie Matzner beschreibt, speichert die Verwitterung Kohlendioxid als in Wasser gelöstes Bikarbonat über einen Zeitraum von mehr als 10.000 Jahren.

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Bild: Phytomining kann neue Nickelquellen für die Lieferkette von Elektrofahrzeugbatterien erschließen und gleichzeitig die Umweltauswirkungen des Bergbaus vermeiden (mit freundlicher Genehmigung von ARPA-E).