Seit seiner Gründung 2011 beschäftigt sich das Fraunhofer-Institut für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie IWKS damit, Materialien aus Hochleistungsmagneten und Energiewandlungssystemen wiederzuverwerten, wie sie auch in Elektrofahrzeugen eingesetzt werden. Nun vertieft das Fraunhofer IWKS diese Arbeit mit einem neuen „Zentrum für Demontage und Recycling – Elektromobilität“ (ZDR-EMIL) am Standort Hanau.
„Mit dem ZDR-EMIL werden automatisierte und flexible Demontage- und Recyclingprozesse für alle Komponenten aus Elektrofahrzeugen entwickelt. In Kooperation mit der regionalen Industrie können wir so eine hohe Recyclingeffizienz unter den Gesichtspunkten von Wirtschaftlichkeit, Resilienz und Nachhaltigkeit erreichen“, erklärt Jörg Zimmermann, Projektleiter des ZDR-EMIL.
Das neue Zentrum ist darauf ausgerichtet, sämtliche Materialen von Elektrofahrzeugen zurück zu gewinnen – aus Komponenten wie Batterien, Brennstoffzellen, der Leistungselektronik oder den Elektromotoren mit ihren Magneten. Dazu gehören die wertvollen kritischen Metalle wie Kobalt oder Lithium aus Batterien genauso wie Konstruktionswerkstoffe wie Kunststoff, Aluminium oder Stahl, die in weitaus größeren Mengen anfallen.
Der Fokus liegt dabei zum einen auf Demontageverfahren, zum anderen auf mechanischen und hydromechanischen Behandlungsmethoden sowie der selektiven Zerkleinerung, die eine Wiederverwertung aller Produktkomponenten ermöglicht. An erster Stelle stehen dabei Reparatur und Wiedereinsatz der Komponenten (Reuse). Ist das technisch nicht mehr möglich, wird das funktionale Recycling, also die Rückgewinnung der Funktionsmaterialien, oder die Rückgewinnung von Ausgangsstoffen für die Synthese neuer Materialien eingesetzt. Ziel ist es dabei, in möglichst wenigen Prozessschritten hochwertige Rezyklate als neue Sekundärrohstoffe herzustellen.
Im ZDR-EMIL sollen modulare, flexible Demonstratoren aufgebaut werden, die maßgeschneiderte Recyclingverfahren ermöglichen. Die Prozesse werden robotergestützt und automatisiert ausgelegt, damit die funktionalen Recyclingverfahren auch in Deutschland wirtschaftlich tragfähig sind.
Das vom hessischen Ministerium für Wissenschaft und Kunst geförderte Zentrum versteht sich als führender Ansprechpartner für die Industrie in Sachen Recycling und Ressourceneffizienz in Hessen und darüber hinaus. Zunächst werden die Räumlichkeiten und die Infrastruktur des entstehenden Neubaus des Fraunhofer IWKS in Hanau genutzt. Perspektivisch soll das ZDR-EMIL zu einem Zentrum mit nationaler und europaweiter Bedeutung weiterentwickelt werden.
„Alle natürlichen Ressourcen auf unserem Planeten sind endlich. Es gehört also zu unseren zentralen Zukunftsaufgaben, nachhaltig mit Materialien und Ressourcen umzugehen. Das gilt vor allem für die Elektromobilität: Hier müssen wir dringend die Lebensdauer von Batterien signifikant erhöhen und das Batterierecycling verbessern“, erklärt Angela Dorn, hessische Ministerin für Wissenschaft und Kunst (Die Grünen). „Mit dem Hanauer Zentrum für Demontage und Recycling für Elektromobilität bekommen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer IWKS dafür noch bessere Forschungsbedingungen.“ Hessen trage somit zur Sicherung von Rohstoffen und zum Aufbau eines geopolitisch unabhängigen Materialkreislaufs für die Entwicklung und Produktion von High-Tech-Komponenten in Deutschland und Europa bei.
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Warum nur für Elektrofahrzeuge?
Ein Fahrzeug ist ein sehr komplexer Mix aus wertvollen Rohstoffen. Das Recycling gehört nach meiner Ansicht in die Hände der Hersteller. Sie wissen am besten, welche Materialien genau in ihren Fahrzeugen verbaut sind und wie man sie am effizientesten demontieren kann. Die Fahrzeugmontage wird heutzutage so optimiert, dass sie so schnell und billig funktioniert wie möglich. Eine Demontage wird dadurch schwerer, als sie sein könnte, wenn man sie schon bei der Konstrukion des Fahrzeugs mit einplanen würde.
Die Automobilfirmen kümmern sich nicht wirklich darum, was mit den vielen Gefährten passiert, die sie in den Markt bingen.