Batterierecycling reduziert Kosten und Umweltbelastung deutlich
Neue Studie analysiert gesamte Wertschöpfungskette der Batteriezelle
10. Januar 2024
In ihrer neuen Studie analysieren Prof. Dr. Jens Leker vom Helmholtz-Institut Münster (HI MS; IEK-12) des Forschungszentrums Jülich und der Universität Münster sowie Dr. Moritz Gutsch vom Helmholtz-Institut Münster die gesamte Wertschöpfungskette der Batterie. Die Ergebnisse zeigen, dass die Herstellung einer Kilowattstunde Lithium-Ionen-Batteriezellen (LIB) an einem Standort in den USA Kosten in Höhe von 94,5 US-Dollar und CO2-Emissionen in Höhe von 64,5 Kilogramm ergeben. Untersucht wurden Batteriezellen auf der Basis von NMC811-Graphit.
Mithilfe von hydrometallurgischem Recycling, einem Verfahren der Metallgewinnung und -raffination, die unter geringen Temperaturen die stoffspezifische Löslichkeit der Elemente und deren Verbindungen ausnutzt, können Materialien der Batteriezelle, insbesondere Kupfer, Lithium, Graphit, Nickel und Cobalt, zurückgewonnen und wiederverwendet werden.
Die Zurückgewinnung des Materials erhöht die Kosten und CO2-Emissionen der Herstellung zwar zunächst um weitere fünf bis zehn Prozent, allerdings führt die Wiederverwendung in Hinblick auf die gesamte Wertschöpfungskette zu einer Kostenersparnis von 45 Prozent und einer Reduktion der CO2-Emissionen um 35 Prozent.
Dass eine Studie die gesamten Wertschöpfungskette der Batterie analysiert, ist in der Batterieforschung neu. „Neben dem Potenzial der Kosten- und CO2-Ersparnis durch Recycling, können wir durch die Methode erkennen, welchen Einfluss einzelne Veränderungen im Prozess nehmen. Beispielsweise die Reduktion des Ausschusses durch höhere Fertigungsqualität auf Kosten, CO2-Emissionen und weitere Umweltkategorien,“ erklärt Gutsch.
Studie in Applied Energy verfügbar
Um auf dem internationalen Markt wettbewerbsfähig zu bleiben, muss eine europäische Batterieproduktion eine gute Umweltverträglichkeit sowie niedrige CO2-Emissionen aufweisen. Wie die Kosten dennoch vertretbar bleiben, zeigt die neue Studie.
Die detaillierten Ergebnisse ihrer Studie haben die Forscher Prof. Dr. Jens Leker vom Helmholtz-Institut Münster (HI MS; IEK-12) des Forschungszentrums Jülich und der Universität Münster sowie Dr. Moritz Gutsch vom Helmholtz-Institut Münster als Open-Access-Artikel im Fachmagazin Applied Energy veröffentlicht.
Ansprechpartner:in
Leonie Ellermann
Public Relations
- Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK)
- Helmholtz-Institut Münster: Ionenleiter für Energiespeicher (IEK-12 / HI MS)