Drei Jahre lang hat ein Konsortium rund um den Anlagenbauer Fill Antriebsbatterien zerlegt, analysiert und Verfahren simuliert (TOP LEADER berichtete hier). Nun ist das Forschungsprojekt „BattBox“ (Battery Systems Best Operations by X-Processes for Circular Battery Ecosystem -Anm. d. Red.) abgeschlossen.
Das Konsortium rund um den Anlagenbauer Fill in Gurten hat mehr als drei Jahre lang Antriebsbatterien aus Rundzellen, prismatischen Zellen und Pouchzellen deutscher, amerikanischer und chinesischer Hersteller untersucht. Ziel waren automatisierte, sichere und wirtschaftlich skalierbare Zerlegungsverfahren.
Von E=mc² zu (PFM)²EA
Kern ist eine neue Bewertungsmethodik, die sich an Einsteins berühmte Formel zur Relativitätstheorie E=mc² anlehnt. Sie besagt vereinfacht ausgedrückt, dass die Energie eines Objekts direkt proportional zu seiner Masse ist.
Das Projektteam hat die Formel für das Batterie-Recycling adaptiert: (PFM)²EA steht für „process failure mode“ und „product failure mechanism effect analysis“. Sie ermöglicht potenziellen Recyclern, Vor- und Nachteile einzelner Prozessschritte der Zerlegung und deren Auswirkung auf die Batterien für eine mögliche Second-Life-Anwendung strukturiert gegeneinander abzuwägen.
Stefan Grollitsch, Konzeptentwickler am Institut für Fahrzeugsicherheit der TU-Graz, erläutert was hinter der sperrigen Abkürzung steckt:
„Mit diesem Ansatz können wir die Wechselwirkungen zwischen Prozess und Produkt gezielt analysieren. So kann beispielsweise eine erhöhte Schnittgeschwindigkeit die Wirtschaftlichkeit des Zerlegungsprozesses steigern. Die dabei entstehende höhere Temperatur kann jedoch gleichzeitig die Restlebensdauer der Zelle und damit deren Wert für eine Weiterverwendung reduzieren. Mit (PFM)²EA können wir optimierte und vor allem sichere Anlagenkonzepte für eine Vielzahl von Anwendungsfällen entwickeln.“
Harald Sehrschön, Projektleiter beim Konsortialführer Fill, wird das Konzept künftig in seine Anlagen integrieren:
„Mit (PFM)²EA können wir künftigen Kunden zeigen, welche Auswirkungen die Änderungen eines Parameters auf alle anderen Parameter – insbesondere die Produktqualität – haben. Damit können Kunden selbst entscheiden, in welche Richtung sie ihre Batterie-Recyclinganlage optimieren möchten.“
Für die Branche bedeutet das: Investitionen werden planbarer, Risiken erkennbar und die Qualität der rückgewonnenen Materialien bewertbarer.
Recyclingbranche vor Wachstumsschub
Abgesehen vom technischen Fortschritt zeigt das Projekt, wie stark die Bedeutung des Batterie-Recyclings bereits wächst. Steigende Marktvolumina, wachsende Second-Life-Anwendungen und der Bedarf an Kreislaufführung kritischer Rohstoffe treiben den Industriezweig an. Erste Unternehmen aus der Recyclingbranche haben bereits Interesse angemeldet. Neben der technischen Reife sorgt vor allem die modulare Struktur des Konzepts für Aufmerksamkeit – sie ermöglicht es, Anlagen auf unterschiedliche Mengen, Zelltypen und Sicherheitsanforderungen anzupassen.
An deutsche Unternehmen wurden schon Angebote gelegt. Das Konsortium hat daher reale Anforderungen und Vorgaben durchsimuliert, die in einer Anlage realisiert werden können. Die Anforderungen wurden dabei speziell auf die Bedürfnisse zukünftiger Kunden zugeschnitten.
„Der Markt entwickelt sich rasant, auch wenn viele Entwicklungen noch nicht absehbar sind. Umso wichtiger ist es, flexibel und modular auf unterschiedliche Anforderungen eingehen zu können und vorbereitet zu sein“, erklärt Harald Sehrschön.
Die Anforderungen an die Branche steigen – sowohl technisch als auch mengenmäßig. Das bestätigt Gernot Weinberger, Sales Manager bei Saubermacher:
„Batterie-Recycling entwickelt sich zunehmend zu einem hochautomatisierten Prozess und wird damit zu einem Schlüssel für eine effiziente und skalierbare Kreislaufwirtschaft. Der nächste entscheidende Schritt liegt in der weiteren Automatisierung entlang der gesamten Prozesskette, um ansteigende Mengen sicher, wirtschaftlich und ressourcenschonend bewältigen zu können. Das Projekt ‚BattBox‘ zeigt deutlich, wie sowohl Skalierung durch Automatisierung als auch Analyse der Batteriezustände das Rückgrat für die Zukunft der Ressourcenrückgewinnung darstellen könnten.“
Signalwirkung für die Industrie
Mit der entwickelten Methodik und der modularen Anlagenarchitektur schafft das Projekt „BattBox“ eine technische Basis, die auf andere energieintensive Produkte und Prozesse übertragen werden können. Automatisiertes Batterie-Recycling wird zu einem entscheidenden Faktor für Europas Rohstoffsicherheit.
Gerald Warter, Projektmanager im Automobil-Cluster, bringt es auf den Punkt:
„Das Projekt ‚BattBox‘ hat die Recycling-Wertschöpfungskette in Österreich deutlich weiter vertieft.“
