1. Februar 2021 durch Steve Hanley
Ein Teil der Revolution der Elektroautos ist die Herstellung von Batterien – viele Batterien. Aber in nicht allzu ferner Zukunft wird ein weiterer Teil der Revolution darin bestehen, dieselben Batterien zu zerlegen und die darin enthaltenen Materialien zurückzugewinnen, um sie wieder für die Herstellung neuer Batterien zu verwenden. Welche Art von Dingen kann aus alten Batterien zurückgefordert werden? Aluminium, Kupfer, Lithium, Mangan, Nickel und Kobalt sowie verschiedene Kunststoffe. „Unser Ziel ist es, einen eigenen Kreislaufprozess zu schaffen, bei dem mehr als 90 Prozent jeder unserer Batterien recycelt werden“, sagt Thomas Tiedje, Leiter der technischen Planung bei Volkswagen Component in a Blogeintrag. "Wir wollen den Prozess zu keinem Zeitpunkt übergeben, sondern unsere Mitarbeiter lieber schulen und damit fit für die Zukunft machen."
Anerkennung: Volkswagen
Bei Volkswagen begann die Suche nach einer internen Batterierecycling-Technologie vor mehr als einem Dutzend Jahren, als die Doktorandin Stella Konietzko erklärte, sie wolle untersuchen, wie Lithium, Kobalt, Stahl und Aluminium zurückgewonnen werden können und welche Rolle der Volkswagen Konzern dabei spielen könnte . Zu dieser Zeit war kein anderer Autohersteller daran interessiert, Wege zu finden, um Batterien im eigenen Haus zu recyceln.
Ihre Idee führte zu einem großen Forschungsprojekt an der Technischen Universität Braunschweig, das von zehn weiteren Unternehmen unterstützt wurde. Zwischen 2009 und 2011 untersuchten sie mehrere Lithium-Ionen-Recycling-Protokolle und wählten schließlich das LithoRec-Verfahren aus, das nun Gegenstand eines Pilotprogramms im Salzgitter-Werk von Volkswagen ist. "Wir haben nicht zu früh angefangen, sondern gerade noch rechtzeitig. Jetzt haben wir die Möglichkeit, mit einem Prozess zu beginnen, der am Ende wirklich wirtschaftlich und ökologisch nachhaltig ist, ohne sich beeilen zu müssen “, erklärt Marko Gernuks, Leiter Lebenszyklusoptimierung bei Volkswagen, der Teil des LithoRec-Projektmanagers für war mehrere Jahre. Mehr aus dem Volkswagen Blog-Beitrag:
Bisher wurden gebrauchte Batterien meist in einem pyrometallurgischen Verfahren recycelt. Einfacher ausgedrückt landen sie einfach im Hochofen. Die Komponenten des Volkswagen Konzerns verwenden zunächst einen mechanischen Prozess: Sobald die Batterie in den Recyclingprozess gelangt, wird sie zunächst entleert und zerlegt. Hier werden bereits erste Rohstoffe wie Aluminiumgehäuse, Kupferkabel und Kunststoff zurückgewonnen und in den Produktionszyklus zurückgeführt. Dann werden die Batteriemodule unter einer Schutzatmosphäre stark zerkleinert und der austretende flüssige Elektrolyt verwandelt sie in eine feuchte Masse, das Granulat. Dieses wird getrocknet, durch verschiedene Siebe und ein Magnetband geleitet und wird so immer feiner.
Schließlich entsteht ein sogenanntes „Schwarzpulver“, das unter anderem wertvollen Graphit sowie Lithium, Mangan, Kobalt und Nickel enthält. Ein Partnerunternehmen aus der chemischen Industrie trennt es dann unter Verwendung eines hydrometallurgischen Verfahrens, d. H. Unter Verwendung von Wasser und Lösungsmitteln, in seine einzelnen Komponenten. Diese können als Sekundärrohstoff für den Bau von Kathoden neuer Batterien verwendet werden – ohne Qualitätsverlust im Vergleich zu neuem Primärmaterial.
Unten sehen Sie ein Video von REC Anything, das den Prozess ausführlicher erklärt.
Volkswagen und die Kreislaufwirtschaft
Die Komponenten von Lithium-Ionen-Batterien können zurückgewonnen und zur Herstellung neuer Batterien wiederverwendet werden – genau die Definition einer Kreislaufwirtschaft, in der verbrauchte Batterien recycelt, eher verbrannt oder auf Mülldeponien verbracht werden. Die Pilotphase beginnt mit einem bescheidenen Ziel – dem Recycling von fünf Batterien pro Schicht. Die jährliche Kapazität beträgt bis zu 3.600 Batterien pro Jahr. Bei 400 kg pro Batterie sind das etwa 1.500 Tonnen zurückgewonnenes Material. Sobald das System optimiert ist, kann es auf mehr Batterien skaliert werden. Die volle Kapazität wird voraussichtlich erst später in diesem Jahrzehnt erreicht – was der Zeit entsprechen sollte, in der mehr Batterien recycelt werden müssen.
Anerkennung: Volkswagen
Bevor das Recycling beginnt, wird jedes Batteriemodul sorgfältig analysiert, um festzustellen, ob es noch leistungsstark genug ist, um in einer Second-Life-Anwendung wie Energiespeichern oder Elektrofahrzeugen und Robotern mit niedriger Geschwindigkeit verwendet zu werden. Erst wenn seine Nutzungsdauer erschöpft ist, wird es Teil des Recyclingprozesses.
Herbert Diess, Vorsitzender des Volkswagen Konzerns, äußerte sich zum Beginn des Pilotprogramms für das Batterierecycling. „Volkswagen ist bestrebt, den Rohstoffkreislauf für Batterien in allen Phasen unter Kontrolle zu halten. Die Batterie und ihre Rohstoffe bilden die Grundlage für die Recyclingwirtschaft der zukünftigen Mobilität. Dabei geht es nicht nur darum, die wertvollen Batterierohstoffe so vollständig wie möglich zu recyceln, sondern auch darum, die Batterien nach ihrem ersten Lebenszyklus im Auto anderweitig zu verwenden.
„Auch nach einem normalen Lebenszyklus von 200.000 bis 300.000 km bleibt die Batterie die mit Abstand wertvollste Komponente im Auto und wird wahrscheinlich einige Jahre nach der Lebensdauer des Fahrzeugs im stationären Lager verwendet. Nur dann wird es recycelt – so weit wie möglich. Dies schafft einen nachhaltigen Wertschöpfungszyklus mit zahlreichen neuen Geschäftsmöglichkeiten, die wir für Volkswagen nutzen werden. “
Volkswagen ist nicht der Einzige, der Batterie-Recycling-Systeme entwickelt. JD Straubel, ehemals Chief Technology Officer von Tesla, hat eine neue Firma namens Redwood Materials gegründet, um Lithium-Ionen-Batterien zu recyceln. Die Erforschung des Prozesses wird derzeit in Labors in ganz Amerika und auf der ganzen Welt durchgeführt. Kreide Recycling als einen weiteren Vorteil gegenüber Elektrofahrzeugen gegenüber Verbrennungsmotoren. Elektrofahrzeuge und eine Kreislaufwirtschaft gehen Hand in Hand, wie es herkömmliche Fahrzeuge niemals könnten.
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Über den Autor
Steve Hanley Steve schreibt über die Schnittstelle zwischen Technologie und Nachhaltigkeit in seinen Häusern in Florida und Connecticut oder anderswo, wo ihn die Singularität führen könnte. Du kannst ihm folgen Twitter aber nicht auf Social-Media-Plattformen, die von bösen Overlords wie Facebook betrieben werden.