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cav TREND HERSTELLUNG UND RECYCLING VON BATTERIEN Bild: Fraunhofer IKTS Bild: Markus Breig, KIT Die Neue Via Regia der Natrium-Batterien: Über 200 sächsische und thüringische Akteure der Batterieforschung und -wirtschaft entlang der gesamten Wertschöpfungskette sind dort angesiedelt Litona-Gründer Sebastian Büchele zeigt eine Flasche des Energiespeichermaterials Preußisch Weiß für Natrium-Ionen-Batterien nach Ostsachsen entlang der Autobahn A4 bereits abgebildet.“ Im Mittelalter verlief hier die Via Regia – eine Straße, die für die technologische und wirtschaftliche Erschließung der Region zentral war. „Heute kann man von einer Neuen Via Regia der Batterien sprechen“, sagt Michael Stelter. „Dieses Potenzial muss zwischen Industrie und Forschung nur noch strategisch koordiniert werden. Kluge Köpfe, exzellente Materialentwicklung und Zellforschung, herstellende Betriebe und Produktion, Maschinenbau und vor allem die Rohstoffe – alles ist schon lange und vollumfänglich da.“ Dringender Ausbau der F&E-Aktivitäten Dr. Florian Degen, Bereichsleiter für Strategie- und Unternehmensentwicklung an der Fraunhofer FFB, weist auf den weiteren Förderbedarf und Ausbau der F&E-Aktivitäten hin, um den Einstieg in einen unabhängigen europäischen Markt zu ermöglichen: „In Deutschland und Europa sind die Voraussetzungen für den Erfolg von Natrium-Ionen-Batterien gegeben. Für den Aufbau einer NIB- Industrie wird entscheidend sein, wie sich die Preise und die Lieferkette für LIB-Materialien zukünftig entwickeln. Umso wichtiger ist es nun, die Zusammenarbeit zwischen Industrie und Forschung zu fördern, damit deutsche Hersteller frühzeitig in die Produktion von Natrium-Ionen-Batterien einsteigen können und diese Technologie als Ergänzung auf dem Batteriemarkt dienen kann.“ Amorphe Kohlenstoffe aus biogenen Abfällen „Die Zellchemie ist entscheidend für eine relevante Leistungsdichte“, sagt Martin Oschatz. „Hard Carbons haben eine besondere Affinität zu Natrium und anodenseitig hohe Plateaukapazitäten. Durch ihre innere Porosität vergrößern wir die Oberfläche und generieren maximale Speichervolumina für Natrium-Ionen. Dadurch erreicht eine Batterie eine hohe Energiedichte.“ Hard Carbons sind amorphe Kohlenstoffe. Sie ersetzen Grafit und werden durch einfache Erhitzung geeigneter Ausgangsstoffe hergestellt – insbesondere aus kohlenstoffhaltigen biogenen Abfällen, wie Nussschalen oder Biertreber. Allein davon fielen 2019 in Deutschland 1,5 Mio.t an. Kathodenseitig nutzen Forscher unter anderem Preußisch Weiß. Preußisch Weiß in großen Mengen benötigt „Preußisch Weiß kann als Energiespeichermaterial an der Kathode, also dem Pluspol einer Natrium-Ionen-Batterie, eingesetzt werden“, sagt Sebastian Büchele vom Institut für Angewandte Materialien des KIT und Gründer des Start-ups Litona. „Solche Batterien sind günstig und alle enthaltenen Rohstoffe sind breit verfügbar. Ich bin davon überzeugt, dass wir sie bald massenhaft in Elektrofahrzeugen und Netzspeichern verwenden können.“ Die Frage sei allerdings, wer sie produziert. Hier stehe die europäische Industrie vor einem großen Problem. „Derzeit ist es selbst für Forschungseinrichtungen schwierig, sich Preußisch Weiß in ausreichenden Mengen zu beschaffen. Kaum ein Unternehmen in Europa stellt es her“, berichtet der Wissenschaftler. Büchele hat daher beschlossen, Preußisch Weiß selbst zu synthetisieren. Bei diesen Arbeiten entstand am KIT nicht nur ein hochwertiges Kathodenmaterial, sondern auch ein innovatives Verfahren für dessen Herstellung. Besucher der Hannover Messe konnten sich vom 22. bis 26. April 2024 bei Litona am Stand des KIT davon überzeugen. Recycling wesentlich einfacher Nach Michael Stelter sei das Recycling bei Natrium-Ionen-Batterien wesentlich einfacher als bei Lithium-Batterien, da die Zellen kein Kupfer und Cobalt enthalten. „Recycling benötigt man daher lediglich für die wenigen wertvollen metallischen Elemente der Batterie. Neben Eisen geht es hier also insbesondere um Aluminium, das wir als Stromableiter nutzen. Interessant für den ökologischen Fußabdruck im Recycling wären aber sicherlich die vorgelagerten Synthesen der Batteriematerialien mit dem Potenzial, direkt die hergestellten Materialien wieder zurückzugewinnen.“ Fazit Deutschland hat alle Voraussetzungen für den Erfolg der Natrium- Ionen-Batterien. Jetzt entscheiden die weitere politische Förderung und die Zusammenarbeit zwischen Industrie und Forschung, wie schnell die Akkus auch hier auf den Markt kommen. So oder so, sagt Martin Oschatz, setzen er und Michael Stelter alle Hebel in Bewegung, um diese Technologie voranzutreiben. „Denn wenn wir von etwas überzeugt sind, dann ist es die Natrium-Ionen-Technologie.“ www.prozesstechnik-online.de Suchwort: Natrium-Ionen-Batterie DR. BERND RADEMACHER Redakteur 14 cav 03-2024
cav MESSEVORSCHAU Auslegungssoftware Lewaplus erweitert Bild: Lanxess Lanxess hat jetzt für seine Auslegungssoftware Lewaplus ein neues Release mit erweitertem Funktionsumfang veröffentlicht. Das Berechnungstool, das die Dimensionierung von Ionenaustauscher-Systemen einschließlich individueller Prozesskonfigurationen ermöglicht, verfügt jetzt über Verbesserungen und Ergänzungen in den Modulen zur Mischbettkalkulation, zur Kondensatreinigung und zur Auslegung von Reinigungsstufen bei der Lebensmittel- und Getränkeherstellung. Zu den neuen Funktionalitäten im Anwendungsbereich Wasserbehandlung zählt ein Modul, um Mischbettanlagen mit gebrauchsfertigen Mischbettharzen zu planen. Ausgangspunkt dafür waren Standardmischbetten, für die verlässliche Daten zur Betriebskapazität vorliegen. Das Modul ermöglicht es, die Filterhydraulik auszulegen und erlaubt eine gute Abschätzung der zu erwartenden Zykluszeit. Sobald die Datenbasis für eine realistische Berechnung der Zykluszeit ausreichend genau ist, sollen in einem weiteren Update auch High-End-Mischbetten integriert werden. www.prozesstechnik-online.de Suchwort: Lanxess Halle A2, Stand 326 NEU: Edelstahl-Montage- System EMS ... die Alternative zur Schweißverbindung Explosionsgeschützte Stellantriebe Stellantriebshersteller Auma hat seine Profox-Baureihe um eine explosionsgeschützte Version erweitert: Profox-X-Stellantriebe sind gemäß Atex und IECex für die höchste Gasgruppe IIC T4 zertifiziert, zu der auch Wasserstoff gehört. Das modulare Plattformkonzept umfasst Dreh-, Schwenk- und Linearantriebe für kleine bis mittlere Drehmomente und Hübe. Dank seiner kompakten Bauweise eignet sich der Profox-X außerdem perfekt für enge Platzverhältnisse, zum Beispiel in Skids. Die Stellantriebe sind zudem sparsam und nachhaltig. Ein niedriger Standby-Verbrauch kombiniert mit einem hohen Wirkungsgrad senkt die Betriebskosten und minimiert den CO 2 -Fußabdruck. www.prozesstechnik-online.de Suchwort: Auma Halle C2, Stand 141 Abwasserpumpen mit Shredder-Konstruktion Speziell für Wasser mit schwierigen und harten Feststoffen wurde die Abwasserpumpen- Serie CZ entwickelt. Tsurumi realisierte dafür eine besondere Shredder-Konstruktion mit herzförmiger Ansaugplatte und scharfem Scherenmechanismus, der ein Verstopfen der Pumpe verhindern und anderen Schneidwerken überlegen sein soll. Die vorab gezeigte Leistung beeindruckt: Die CZ zerkleinert mühelos Handtücher, Hosen und Festkörper – und übertrifft sogar die Reißleistung jener Haifischzähne, auf die der Hersteller bei der C-Serie setzt. Diese und weitere Aggregate sogar von Fremdherstellern verknüpft Tsurumi-Connect, eine smarte Elektronik, die das Funktionieren angeschlossener Geräte überwacht. www.prozesstechnik-online.de Suchwort: Tsurumi Halle B1, Stand 444 Bild: Auma Riester Bild: Tsurumi Einfach – Montage ohne Spezialkenntnisse mit nur einem Werkzeug Schnell – Deutliche Zeitersparnis durch Montage von vorgefertigten Baugruppen ohne Nacharbeit Flexibel – Leicht montierbar / demontierbar / wiederverwendbar Stabil – Hochfester Innenspannmechanismus Vielseitig – Für Rundrohr und Vierkantrohr verfügbar Korrosionsgeschützt – Alle Einzelteile aus Edelstahl Nachhaltig – Sortenreines Recycling möglich Jetzt mehr erfahren: aaa - Heilbronn cav Stand 03-2024 B-309 15 15.-16. Mai 2024
