Gute Frage: Wie passt ein Lithium-Ionen-Akku in eine Kreislaufwirtschaft

Hintergrund

Gute Frage: Wie passt ein Lithium-Ionen-Akku in eine Kreislaufwirtschaft

Bis 2030 werden weltweit 145 Millionen Elektroautos, Busse und Lastwagen unterwegs sein. Wie passen alle Lithium-Ionen-Batterien in diese Kreislaufwirtschaft?

Beginnen wir mit der guten Nachricht: EV-Batterien halten viel länger als erwartet. Tesla sagt, dass die Akkus der Modelle S und X nach 200.000 Meilen weniger als 20 % Kapazitätsverlust aufweisen. Ford und Chinas CATL beanspruchen ein Auto 1 Million Meilen Batterie Ein Elektrofahrzeug kann im Prinzip 1,6 Millionen Kilometer zurücklegen.

Darüber hinaus besteht das Potenzial für ein zweites Leben für Lithium-Ionen-Batterien. Nach einem Kapazitätsverlust von 20-30% können sie wieder in Industrierobotern, Golfcarts und Energiespeichern arbeiten. Autonome Lieferwagen durchstreifen Nissan-Werke mit ausrangierten Nissan Leafs-Batterien. In Europa werden bereits rund 300 Megawatt Energie in Batterien von Elektrofahrzeugen gespeichert. Zum Beispiel verfügt die Werft Johan Cruijff über einen 3-Megawatt-Energiespeicher, der ausrangierte Elektrofahrzeugbatterien enthält.

Es ist auch möglich, ausrangierte Batterien zu reparieren und gute Komponenten wiederzuverwenden. Dies geschieht bereits mit den ausrangierten Akkus von Elektrofahrrädern und E-Scootern. Jan Bartels von NOWOS – einem Startup mit Werkstätten in Amsterdam und Lyon – sagt, dass sein Unternehmen 74% aller ausrangierten Kleinbatterien, die es im Jahr 2020 erhalten hat, reparieren konnte. Von den verbleibenden 26% kann ein Teil der Zellen wiederverwendet werden.

Mit längerer Lebensdauer, zweitem und drittem Leben sowie neuen Reparaturen und Anwendungen ist CO2Der Fußabdruck wird reduziert und es werden weniger Rohstoffe benötigt. Der letzte Schritt – das nachhaltige Recycling von Batterien, die nichts mehr können – steckt noch in den Kinderschuhen. Recycling bedeutet heute oft, dass ganze Einheiten in eine Verbrennungsanlage gehen, wonach ein relativ kleiner Teil der Rohstoffe mit hohen Energiekosten und vielen Emissionen zurückgewonnen wird.

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Auch hier besteht Hoffnung. German Duesenfeld verfügt über eine Pilotanlage, die jährlich 3.000 Tonnen Lithium-Ionen-Pakete aus Elektrofahrzeugen recyceln kann, um 70 % (ohne Graphit) bzw. 91 % (mit Graphit) aus Rohstoffen ohne Erhitzung zurückzugewinnen. Zunächst werden die Akkus entladen und die Akkupacks manuell zerlegt. Anschließend werden die ganzen Einheiten im Vakuum-Shredder zerkleinert. Der Strom kommt zum Teil aus den Batterien. Nach dem Aufschneiden verdampft der Elektrolyt bei niedriger Temperatur aus dem Granulat.

Duesenfeld verwendet Magnete, Siebe und einen Zyklonfilter, um das gesamte Aluminium, Kupfer und Kunststoff aus der Mischung zu entfernen. Zurück bleibt ein dunkelgraues Pulver, aus dem im Labor mit Säurebädern Rohstoffe in Form von Lithiumcarbonat, Lithiumhydroxid, Mangansulfat, Nickel und Kobalt gewonnen werden. Es wäre sehr teuer, aber das spielt keine Rolle, wenn europäische Vorschriften die Verwendung recycelter Rohstoffe für die Herstellung neuer Batterien erzwingen.

Schließlich passt eine Lithium-Ionen-Batterie eher in eine Kreislaufwirtschaft, wenn Zellen, Einheiten und komplette Pakete von Grund auf mit dem Ziel der Wiederverwendung, Reparatur und des Recyclings entwickelt und gebaut werden. Dafür braucht es smarte Sensoren, die genau zeigen, ob und wo die Batterie ein Problem hat. Außerdem müssen sie so gebaut sein, dass sich die Demontage von Millionen von Batterien einfach automatisieren lässt.

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