Im Zuge der Energiewende und des Ausbaus der Elektromobilität kommen immer mehr Batterien und Energiespeicher in Verkehr, die am Ende ihres Lebenszyklus in den Stoffstromkreislauf zurückgeführt werden müssen. Ein neues europaweites Forschungsprojekt hat sich nun eine bessere Verwertung von Altbatterien aus Elektrofahrzeugen zum Ziel gesetzt.
Das Verbundprojekt „AutoBatRec 2020“ soll ökologisch und ökonomisch vorteilhafte Wege für das effiziente Recycling von Batterien identifizieren und für die industrielle Anwendung aufskalieren, teilte das Fraunhofer-Institut für Silicatforschung (ISC) mit, das für die Koordination des Projektes zuständig ist. Die gesamte Recyclingkette soll so verbessert werden, dass die wertwollen und zum Teil seltenen Rohstoffe zurückgewonnen und so für die europäische Industrie gesichert werden.
Die Forschungspartner wollen dabei die gesamte Kette des Batterierecyclings in den Fokus nehmen – angefangen beim Sammeln der Altbatterien, über die unterschiedlichen Verfahren, Batterien aufzutrennen, bis hin zur Aufbereitung der Batteriematerialien und zur Wiederverwendung in neuen Batterien, erklärt das Fraunhofer ISC weiter. Die einzelnen Verfahren sollen hinsichtlich ihrer Effizienz und Wirtschaftlichkeit sowie ihrer Nachhaltigkeit bewertet und anschließend durch intelligente Kombination und Weiterentwicklung zu einer „ökonomisch interessanten Wertschöpfungskette“ aufgebaut werden.
Erwarteter Zuwachs an Elektroautos als erste Herausforderung
Die erste Herausforderung sehen die Wissenschaftler in der Sammlung der Altbatterien angesichts des zu erwartenden Zuwachses an Elektrofahrzeugen. Für die künftig kontinuierlich anfallenden großen Mengen müsse eine zuverlässige und ausbaufähige Lösung gefunden werden. Wichtige Themen im Arbeitsprogramm des Projekts seien daher neue Konzepte für die Sammlung und den Transport der Altbatterien.
Einen weiteren wichtigen Baustein sieht das Institut in automatisierten Demontageverfahren, die gegenüber der bisher üblichen händischen Zerlegung deutlich schneller sein sollen. Auch die Rückgewinnung selbst biete verschiedene Optimierungsmöglichkeiten. Neben mechanischen Zerkleinerungsverfahren sollen auch neue Verfahren untersucht werden. Als Beispiel nennt das Fraunhofer die elektrohydraulische Zerkleinerung, die in Kombination mit moderner Sortiertechnologie eine sortenreine Rückgewinnung von verschiedensten Batteriematerialien ermöglichen soll.
Die Vorteile der einzelnen Verfahren sollen in dem Projekt analysiert und in der Kombination mit etablierten metallurgischen Verfahren bewertet werden „Darüber hinaus entwickeln wir Konzepte für die Wiederverwendung von ganzen Batteriekomponenten – nicht nur den Materialbestandteilen – z. B. für stationäre Anwendungen, um effiziente und rentable Wertstoffkreisläufe zu ermöglichen“, erläutert Andreas Bittner, Leiter des Bereichs „New Business Development“ am Fraunhofer ISC.
Vielzahl an Formaten und Zellaufbauten erschwert Automatisierung des Recyclings
Eine weitere große Herausforderung sei die Vielfalt der unterschiedlichen Batteriesysteme am Markt. In der Regel würden sich Aufbau, Zustand und Rohstoffgehalt der Altbatterien signifikant unterscheiden, erklärt die Würzburger Forschungseinrichtung. Informationen hierzu würden, wenn überhaupt, nur lückenhaft vorliegen. Hierdurch und auch durch die Vielzahl an Formaten und Zellaufbauten werde die gewünschte Automatisierung des Recyclings erschwert. Hinzu komme, dass teilweise im Hochvoltbereich gearbeitet werden muss, und es im Falle von beschädigten Batterien zu Kontakt mit brennbaren und gesundheitsschädlichen Bestandteilen kommen kann. Ziel seien daher ganzheitliche Konzepte, mit denen diese Risiken weiter reduziert werden können, heißt es weiter.
Das mit Mitteln der EU geförderte Projekt ist bereits im Januar angelaufen und hat eine Laufzeit von drei Jahren. Neben dem Fraunhofer ISC und Partnern aus Belgien, Frankreich und Österreich sind auch das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung, die Technische Universität Bergakademie Freiberg, die Daimler AG und die Impulstec GmbH an dem Projekt beteiligt.
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