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cav TREND MECHANISCHE VERFAHREN Bild: BASF Bild: Hecht Ende Juni hat die BASF in Schwarzheide eine Anlage zum Batterie - recycling eröffnet Aufgrund der toxischen Inhaltstoffe bietet die Batterieproduktion vor allem Unternehmen, die sich mit Containment auskennen, gute Chancen tung entwickeln können, müssen die verwendeten Materialien quasi perfekt sein. Das betrifft die Kathoden- und Anodenmaterialien genauso wie die eingesetzten Elektrolyte. Je homogener und exakter Batteriemassen hergestellt werden können, desto besser wird das Endergebnis sein. Denn: In der fertigen Batteriezelle laufen immer parallel Seitenreaktionen ab, die eine Batteriezelle degenerieren. Je besser sie produziert wurde, desto langsamer sind diese Seitenreaktionen und desto langlebiger die ganze Batterie. Herstellung von Batteriemassen im Fokus Somit rückt die Herstellung der Batteriemassen für Lithium-Ionen- Batterien mehr und mehr in den Fokus. Angesichts des wirtschaftlichen Potenzials, das bei Elektromobilität und Energiespeicherung im industriellen und häuslichen Umfeld besteht, handelt es sich um ein Milliardengeschäft, das die mechanische Verfahrenstechnik beflügeln wird. Mischer, Dosierer, Dispergierer, Reaktoren und weitere Komponenten werden in Zukunft in den Batteriefabriken Europas notwendig sein: vom exakten Schüttguthandling über die hochgenaue Dosierung bis hin zur Extrusion. Und weil Batteriemassen zudem toxisch sind, müssen über alle Produktionsschritte entsprechende Containment-Konzepte für die Anlage geplant und umgesetzt werden. Damit werden zukünftig mechanische Verfahren megahipp sein. Doch wird es ohne die Digitalisierung und ihre Möglichkeiten, beispielsweise durch künstliche Intelligenz, kaum gehen. Ohne Digitalisierung sind Verbesserungen kaum möglich Verbesserungen bei der Herstellung von Batteriemassen lassen sich jedoch kaum ohne moderne Automatisierung, Big Data und künstliche Intelligenz realisieren. So lassen sich Förderprozesse durch KI optimieren und Rohstoffe perfekt von A nach B transportieren. Mit Datenanalysen lässt sich die Produktion überwachen und verbessern, um so möglichst ideale Batteriemassen herzustellen. Basis für den Zustand „batteriegeeignet“, also eine gleichbleibend hohe Qualität der Materialien, ist somit eine moderne Automatisierungstechnik, die die erforderlichen Daten liefert und eine perfekte Steuerung von Mischer und Co. erlaubt. Wenn durch eine verbesserte Überwachung der Produktion, das Sammeln und Verwerten von Informationen und neue Maßnahmen zur Qualitätssicherung fehlerhafte Produkte vermieden werden können, so ist das extrem wertvoll bei der anschließenden Batterieproduktion. Herstellung von Batterien ist nur eine Seite der Medaille Die exakte und effiziente Produktion von Batteriemassen ist nur die Hälfte der Wahrheit. Am Ende ihres Lebenszyklus muss eine Lithium-Ionen-Batterie aufgrund des toxischen Inhalts recycelt werden, auch um viele der wertvollen Rohstoffe im Zuge der Ressourceneffizienz zurückzugewinnen. Nach der Sammlung werden die Batterien sortiert und in einer kontrollierten Umgebung demontiert, um die einzelnen Komponenten zu separieren. Dies umfasst die Trennung der Anode, Kathode, Elektrolytflüssigkeit und anderer Bestandteile. Die getrennten Materialien werden gereinigt und aufbereitet, um Verunreinigungen zu entfernen und sie für die weitere Verwendung vorzubereiten. Die einzelnen Materialien wie Lithium, Kobalt, Nickel, Kupfer und Aluminium können dann recycelt oder für die Herstellung neuer Batterien oder anderer Produkte verwendet werden. Viele dieser Prozessschritte sind mechanische Verfahren und bieten somit weiteres Potenzial für die Branche. Fazit Aufgrund der enormen Mengen an Lithium-Ionen-Batterien, die in naher Zukunft für die Elektromobilität und zur Stromspeicherung benötigt werden, schießen Fabriken zur Batterieherstellung demnächst wie Pilze aus dem Boden. Für die Herstellung der Batteriemassen werden zahlreiche Komponenten der mechanischen Verfahrenstechnik benötigt. Hier sind vor allem Unternehmen mit Containmentwissen gefragt, die mit den toxischen Batteriechemikalien umgehen können. Mechanische Verfahren werden also zukünftig auf der Hipster-Skala steigen. www.prozesstechnik-online.de Suchwort: Batteriemassen DR. BERND RADEMACHER Redakteur 12 cav 09-2023
PROZESSTECHNIK-ONLINE.DE Chemie-Blog auf prozesstechnik Wissenswert oder nicht? EXKLUSIV Was ist aus dem Geschäftsmodell Chemikalienleasing geworden? Warum besitzt fossilfreier Wasserstoff eine Rot-Grün-Schwäche? Sprechen Sie noch mit Ihren Kunden? Das sind alles Fragen, auf die man nicht wirklich eine Antwort braucht, die unser Redakteur Dr. Bernd Rademacher in unserem Chemie-Blog aber auf unterhaltsame Art gibt. Oder wissen Sie noch wer HAL 9000 ist? Und was dieser filmische Schurke mit Persil zu tun hat? Lassen Sie sich überraschen und schauen Sie einfach mal rein. prozesstechnik-online.de/chemie-blog Quergerätselt September 2023 Tauschgeschäft unter Großen Lange bevor kleine Jungs Bilder von ihren verehrten Sportstars handelten, war das Tauschen von bedeutenden Gegenständen bereits eine Frage des Anstands für große Jungs. „Hier ist mein Monolith“, „Ich geb Dir eine Uhr dafür“ – Handschlag, Bruderkuss und abgemacht. Anders als üblich ist der Fremdkörper also kein Beutegut, sondern ein Geschenk. Schon eine Idee, was wir suchen? Gewinnen können Sie diesmal u. a. ein Jahresabonnement der Zeitschrift „bild der wissenschaft“. www.prozesstechnik-online.de/raetsel Bild: Andrey Popov – stock.adobe.com SIEGER TOP-PRODUKT JULI 2023 Schnellschlussarmatur für Wasserstoff Kühme bietet Armaturen, die für den Einsatz mit 100 % Wasserstoff geeignet sind. Die Schnellschlussventil-Kombination mit pneumatischem Kolbenantrieb aus eigener Fertigung erfüllt hierfür die Vorgaben für eine Notabschaltung. Die Sicherheits-Schnellschlussventile haben extrem kurze Schließzeiten von 0,1 bis 0,2 s und besitzen sowohl eine absolute innere Dichtheit (Ventilsitz) sowie eine absolute äußere Dichtheit. Bild: Kühme TOP-PRODUKT DES MONATS SEPTEMBER 2023 ABSTIMMEN UND GEWINNEN! Bild: Alfa Laval Bild: Steute Bild: Schenck Process Bild: Dostmann Überwachung von Pumpen Sensoren für Wasserstoffanwendungen Dosiersystem für Batteriemasse Datenlogger mit großem Display Die KI-basierte Zustandsüberwachungssoftware Analytics von Alfal Laval sammelt rund um die Uhr Schwingungsdaten von Pumpen. Über ein Dash board bietet die Software einen Überblick über den Zustand. Grün steht für OK, Gelb für Achtung, Orange für Warnung und Rot für Sofortmaßnahmen. Bei Armaturen, die Wasserstoffströme regeln, muss die Stellung überwacht werden. Die Ex- Funk-Positionsschalter der Baureihe Ex RF 96 aus dem Controltec-Programm von Steute sind hierfür bestens geeignet. Die Position der Ventilstellung wird per Funk an die Auswerteeinheit übergeben. Das modular kon figurierbare Differenzialdosierwaagensystem CS+ von Schenck Process eignet sich sowohl für kontinuier liche Prozesse als auch Batchprozesse zur Herstellung von Batteriemasse. Das System ermöglicht konstant hohe Genauigkeit für gleichbleibend hohe Produktqualität. Log40 von Dostmann Electronic ist ein kompakter Datenlogger zur Temperaturaufzeichnung bei Lagerung und Transport. Für die Auswertung wird das Gerät einfach und schnell direkt in die USB-Schnittstelle des Computers eingesteckt, wo er automatisch eine vordefinierte Auswertung erzeugt. WÄHLEN SIE IHR TOP-PRODUKT UNTER WWW.PROZESSTECHNIK-ONLINE.DE/TOP-PRODUKT cav 09-2023 13
