Recycling
4. Januar 2021
Umweltschutz und nachhaltiges Denken wird ein immer relevanteres Thema in der heutigen Zeit. Es ist unverkennbar das ein Wandel, nicht nur in dem Denken der Leute sondern auch dem Handeln, stattfinden muss.
Wir haben es uns zur Aufgabe gemacht, ein Modul zu entwickeln, welches komplett wiederverwendet werden kann und wo auch einzelne Komponenten recycelt werden können
Recycling von Elektroautobatterien - wie wirkt es sich auf die Erderwärmung aus und lohnt es sich?
Forscher der Carnegie Mellon University in den USA veröffentlichten Anfang Januar einen Artikel über das Batterie-Recycling für Elektrofahrzeuge. Die Forscher untersuchten sowohl die wirtschaftlichen Kosten des Prozesses als auch seine Auswirkungen auf die Umwelt. Der Text wurde in der Zeitschrift "Nature Sustainability" veröffentlicht.
Nach Angaben des Branchenportals "ArsTechnica" untersuchte die Studie drei Arten von Batterien: NMC (auf der Basis von Nickel-, Mangan- und Kobaltatomen), NCA (Nickel, Aluminium, Kobalt) und LFP (auf der Basis von Phosphor und Eisen). Die ersten beiden Arten von Batterien werden üblicherweise in Elektroautos und die letzte Art in Bussen verwendet.
Darüber hinaus beleuchtet die Analyse auch die verschiedenen - derzeit angewandten - Recyclingmethoden für diesen Batterietyp:
pyrometallurgisches Recycling, bei dem wertvolle Metalle hohen Temperaturen ausgesetzt und als Legierung zurückgewonnen werden;
hydrometallurgisches Recycling, bei dem Edelmetalle ausgewaschen und aus der resultierenden Lösung aufgefangen werden;
Batterie-Recycling mit Erhaltung und Restaurierung eines Teils der Batteriekathode.
Die Forscher verglichen die Methoden des Batterie-Recyclings untereinander und auch mit der Herstellung einer neuen Batterie - für jeden der drei Batterietypen (NMC, NCA und LFP) getrennt. Die Analyse untersuchte die Treibhausgasemissionen, den Energieverbrauch und die damit verbundenen Kosten.
Auswirkungen auf die Umwelt
Die Forschung zeigt, dass es für Batterien, die in Bussen (LFP) verwendet werden, derzeit vorteilhafter für die Umwelt ist, neue Batterien herzustellen. Die Produktion von Treibhausgasen und der Energieverbrauch sind beim Aufbereiten höher - unabhängig von der verwendeten Verwertungsmethode.
Im Falle von NMC- und NCA-Batterien - die in elektrischen Personenkraftwagen verwendet werden - sind die Forschungsergebnisse günstiger. Sowohl das hydrometallurgische Aufbereiten als auch die Konservierungsmethode der Batteriekathoden hatten eine geringere Umweltbelastung als neue Batterien. Es muss betont werden, dass der Unterschied mit Erhaltung des Kathodenteils und dessen Erneuerung viel größer war.
Was die pyrometallurgische Wiederverwertung anbelangt, so sind bei NMC- und NCA-Automobilbatterien die damit verbundenen Emissionen höher als die mit der Herstellung neuer Batterien verbundenen Emissionen, wie dies bei LFP der Fall ist. Die Autoren des Berichts wiesen darauf hin, dass diese Methode in Europa weit verbreitet ist. Darüber hinaus werden die auf diese Weise gewonnenen Rohstoffe in großem Umfang für die Zementherstellung verwendet - eine bedeutende Quelle von Treibhausgasen auf der Erde.
Kosteneffizienz
Die Wiederverwertung einzelner Batterietypen wurde auch unter dem Gesichtspunkt der Kosteneffizienz verglichen. Auch hier sind die Ergebnisse der Analysen am vorteilhaftesten für die Methode, bei der ein Teil der Kathode erhalten und erneuert wird. Im Falle von NMC- und NCA-Batterien sind die Aufarbeitungskosten dieser Methode mit der Herstellung einer neuen Batterie vergleichbar.
Im Falle der pyro- und hydrometallurgischen Aufarbeitung hängt die Kostenwirksamkeit - wie von den Autoren der Studie angegeben - von den Marktpreisen der zurückgewonnenen Metalle ab, die nicht stabil sind.
Die Gewinnung von Kobalt ist derzeit aufgrund seines hohen Preises rentabel, aber die Forscher weisen auf die hohen Umwelt- und Klimakosten hin. Daher postulieren sie die Entwicklung einer auf der Kathodenerneuerung basierenden Methode.
Der vollständige Inhalt der Forschungsergebnisse (auf Englisch) ist hier zu finden.
Quelle: Nature, Ars Technica
