{"id":162800,"date":"2025-05-12T07:26:00","date_gmt":"2025-05-12T05:26:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=162800"},"modified":"2025-05-06T12:16:12","modified_gmt":"2025-05-06T10:16:12","slug":"vom-kunststoffabfall-zum-begehrten-rohstoff-fur-batterietechnologien","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/vom-kunststoffabfall-zum-begehrten-rohstoff-fur-batterietechnologien\/","title":{"rendered":"Vom Kunststoffabfall zum begehrten Rohstoff f\u00fcr Batterietechnologien"},"content":{"rendered":"\n\n\n

Vor Kurzem startete das Zentrum f\u00fcr Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-W\u00fcrttemberg (ZSW) das zukunftsweisende Projekt \u201eCarbonCycle\u201c: Erprobt wird ein innovativer Hochtemperaturprozess, der es erm\u00f6glicht, bisher nicht recycelbare Verarbeitungs- und Produktionsreste aus der Kunststoffindustrie thermochemisch in ein wasserstoffreiches Gas und eine feste Kohlenstofffraktion zu zerlegen, die als hochwertiger Sekund\u00e4rrohstoff genutzt werden kann. Ziel ist die Erzeugung eines Kohlenstoffprodukts hoher Reinheit im Technikumsma\u00dfstab, das Dank seiner strukturellen Eigenschaften zu Aktivmaterialien f\u00fcr den Einsatz in Batterien weiter aufbereitet werden k\u00f6nnte. Im Rahmen des Projektes soll die gesamte Prozesskette bis zu einer Batterie im Laborma\u00dfstab abgebildet werden. Die enge Kooperation mit Industriepartnern erm\u00f6glicht eine schnelle \u00dcberf\u00fchrung der Forschungsergebnisse in die praktische Anwendung. Das ZSW erh\u00e4lt f\u00fcr die dreij\u00e4hrige Projektdauer eine F\u00f6rderung in H\u00f6he von rund 1 Mio. \u20ac vom Bundesministerium f\u00fcr Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK).<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Angesichts wachsender globaler geopolitischer Spannungen und einer zunehmend unsicheren Versorgung mit relevanten Rohstoffen f\u00fcr Deutschland und Europa m\u00fcssen schnell neue Wege zur effizienten Rohstoffsicherung erschlossen werden. Dies gilt insbesondere f\u00fcr jene Rohstoffe, die im Kontext der Energiewende unverzichtbar sind. Gleichzeitig leistet das Schlie\u00dfen von Stoffkreisl\u00e4ufen einen wesentlichen Beitrag zum Erreichen der Treibhausgasneutralit\u00e4t. <\/p>\n\n\n

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\"Diese
Diese Graphitpulver f\u00fcr Batteriezellen wurden am ZSW im Laborma\u00dfstab mit der Hochtemperatur-Drehrohrthermolyse aus Verarbeitungs- und Produktionsreste der Kunststoffindustrie erzeugt. \u00a9 ZSW<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Der Forschungsansatz des Projekts CarbonCycle adressiert beides: Heute werden Kunststoffreste und -abf\u00e4lle in Deutschland zu einem gro\u00dfen Teil thermisch verwertet. Der in den Kunststoffen enthaltene Kohlenstoff wird dabei im Verbrennungsprozess zu CO2<\/sub>\u00a0umgesetzt, das dann in die Atmosph\u00e4re gelangt und zum Klimawandel beitr\u00e4gt. Gleichzeitig ist jedoch Kohlenstoff, insbesondere in Form von Graphit, eine essentielle Komponente heutiger Batterien f\u00fcr Elektrofahrzeuge. Etwa 80% der weltweiten Graphitproduktion entf\u00e4llt auf China. Graphit wird in der EU als kritischer Rohstoff gelistet und der Bedarf wird weiter zunehmen: Denn nach Sch\u00e4tzungen des ZSW wird allein die j\u00e4hrliche Nachfrage nach Graphit f\u00fcr den Markthochlauf der Elektromobilit\u00e4t von zuletzt knapp 1 Mio. Tonnen auf 3 bis 4 Mio. Tonnen im Jahr 2030 ansteigen. Die im Projekt CarbonCycle eingesetzte Hochtemperatur-Drehrohrthermolyse bietet deshalb eine gro\u00dfe Chance zur Etablierung resilienter, leistungsf\u00e4higer Rohstoffkreisl\u00e4ufe – und das mit dem Ziel die CO2<\/sub>-Emissionen soweit wie m\u00f6glich zu reduzieren.<\/p>\n\n\n\n

Im Gegensatz zu einer State-of-the-Art Kunststoff-Pyrolyse liegt bei der Hochtemperatur-Drehrohrthermolyse der Fokus nicht auf der Erzeugung von Pyrolyse-\u00d6l, sondern auf festem Kohlenstoff. Unter Sauerstoffausschluss wollen die Wissenschaftler am ZSW Kunststoffe bei bis zu 900\u00b0C erstmalig in eine feste, reine Kohlenstofffraktion und in ein wasserstoffreiches Gas umwandeln. Das wasserstoffreiche Gas kann perspektivisch \u00e4hnlich wie sogenannter t\u00fcrkiser Wasserstoff aus der Methanpyrolyse als CO2<\/sub>-armes Brenngas in industriellen Prozessen eingesetzt werden. Im Vergleich zur Methanpyrolyse werden f\u00fcr die gleichen Endprodukte, Wasserstoff und fester Kohlenstoff, jedoch deutlich geringere Temperaturen, weniger Energie und kein fossiles Erdgas als Rohstoff ben\u00f6tigt.<\/p>\n\n\n

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\"Einige
Einige Beispiele von\u00a0Verarbeitungs- und Produktionsresten, Rein- und Rezyklat-Kunststoffen, die f\u00fcr die Tests der thermochemischen Behandlung im Thermolyseprozess verwendet werden. \u00a9 ZSW<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Im Projektverlauf werden am ZSW zun\u00e4chst Thermolyse-Untersuchungen mit ausgew\u00e4hlten Kunststofffraktionen im Laborma\u00dfstab durchgef\u00fchrt und die erzeugten Kohlenstoffproben im Hinblick auf eine Batterieanwendung in elektro-chemischen Tests charakterisiert und bis hin zu einer Batterie-Halbzelle prozessiert und evaluiert. Auf dieser Grundlage wird der Thermolyseprozess dann am ZSW im Technikumsma\u00dfstab im Leistungsbereich von bis zu 5 kg Kunststoff pro Stunde umgesetzt und validiert. In verschiedenen Testkampagnen sollen wichtige Erkenntnisse zu Kohlenstoffausbeute und -beschaffenheit, Wasserstoffausbeute und Energiebedarfen beim Einsatz unterschiedlicher Reststofffraktionen sowie grundlegende Erfahrungswerte zur Prozessf\u00fchrung und Robustheit der eingesetzten Komponenten und Werkstoffe gesammelt werden.<\/p>\n\n\n\n

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\u201eMit dem Projekt wollen wir demonstrieren, dass die R\u00fcckgewinnung von Kohlenstoff aus bestehenden industriellen Kunststoffresten technisch m\u00f6glich und wirtschaftlich umsetzbar ist. Hierin sehen wir einen wichtigen Beitrag zur Umsetzung einer EU-weiten Kreislaufwirtschaft\u201c, sagt Dr. Jochen Brellochs, Forscher im Fachgebiet Regenerative Energietr\u00e4ger und Verfahren am ZSW.<\/strong> \u201eGleichzeitig erschlie\u00dfen wir so eine neue Kohlenstoffquelle, die den bisher eingesetzten fossilen Kohlenstoff zumindest in Teilen ersetzen k\u00f6nnte\u201c, so Brellochs<\/strong> weiter.<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Das Projekt bildet die komplette Prozesskette ab und bezieht s\u00e4mtliche Stakeholder ein: von der Kunststoff-Industrie als Rohstoff-Lieferant \u00fcber die innovative Hochtemperatur-Technologie zur Erzeugung des Kohlenstoffprodukts bis hin zu deren unmittelbaren Veredelung und Verarbeitung als Sekund\u00e4r-Rohstoff in der Batteriefertigung. Erg\u00e4nzend werden weitere wichtige Aspekte wie die Entwicklung von Verwertungsstrategien, Wirtschaftlichkeitsanalysen und der CO2<\/sub>-Footprint beleuchtet. Das ZSW arbeitet in dem Vorhaben mit dem Projektpartner Akkodis zusammen. Die Unternehmen S\u00fcdpack, GRAF, Alleima und Schwenk partizipieren als assoziierte Projektpartner. Ziel ist ein langfristiger und umfassender Kompetenzaufbau und ein Technologietransfer in die Wirtschaft zur Umsetzung der nationalen Kreislaufwirtschaftsstrategie.<\/p>\n\n\n

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Die Hochtemperatur-Testanlage im Technikum des ZSW mit Abgasnachbehandlung, verschiedenen Probenahmesystemen und umfangreicher Messtechnik kann aus Kunststoffabfall Kohlenstoff f\u00fcr Batterien erzeugen. \u00a9 ZSW<\/figcaption><\/figure><\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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