Dr. Matthias Künzel vom Helmholtz-Institut Ulm beschäftigt sich mit dem Thema Nachhaltigkeit in der Batterieproduktion, kritischen Rohstoffen und Ökobilanzen von Batterie-Technologien. In einem Interview mit Battery-News erklärte der Wissenschaftler auch, welche weiteren Themen im Zusammenhang mit einer umweltfreundlichen Batterieproduktion besonders herausfordernd sind.
Der Begriff „Lithium-Ionen-Batterie“ sei „sehr eng mit Nachhaltigkeit und umweltfreundlicher Mobilität verknüpft“, sagt Künzel. Batteriebetriebene Elektroautos seien „unweigerlich ein Schlüsselelement für das Erreichen unserer Klimaziele wie CO2-Neutralität“. Allerdings dürfen in der Gesamtbetrachtung, „von der Stromerzeugung bis zu den Rohmaterialien, die Eingang in die Zellfertigung finden, keine großen Kompromisse“ gemacht werden, damit Elektroautos auch wirklich nachhaltig und umweltfreundlich sind, so der Wissenschaftler.
„Für jeden Batteriebestandteil sollte genau überprüft werden, ob die verwendeten Materialien langfristig verfügbar und umweltfreundlich sind“, sagt Künzel. Dies gelte „besonders in Anbetracht der erwarteten millionenfachen Nachfrage für Elektroautos in naher Zukunft“. Die deutsche Forschungslandschaft hinterfrage deshalb „nun viel häufiger“ kritische Rohmaterialien wie Kobalt oder Ökobilanzen für den gesamten Lebenszyklus von aktuellen und neuen Batterietypen. Eine ganzheitliche Betrachtung sei „wichtig, um das Vertrauen der Politik und Bevölkerung in die Zukunftstechnologie der Batterie als nachhaltigen Energiespeicher langfristig zu erhalten.“
Da Kobalt „ganz oben auf der Liste kritischer Materialien“ stehe und trotz ersten Gegenmaßnahmen immer noch häufig „in politisch weniger stabilen Regionen und unter mitunter fragwürdigen Bedingungen abgebaut“ werde, komme eine nachhaltige Batterie „idealerweise ohne Kobalt aus“. Eine weitere „große Herausforderung“ sei die „Vermeidung von schädlichen organischen Lösungsmitteln und fluorierten Polymeren als Binder bei der Elektrodenfertigung“, so Künzel weiter. Wasserlösliche Polymere seien „der ideale Ersatz“ und „nicht nur günstiger, sondern auch wesentlich umweltfreundlicher und deutlich leichter zu recyceln.“ Für die negative Graphit-Elektrode sei dies „seit etwa zehn Jahren schon industriell umgesetzt“. Bei den „sehr wasserempfindlichen positiven Elektrodenmaterialien“ hingegen habe sich die Umsetzung „als relativ schwierig erwiesen“.
„Bemerkenswerte Fortschritte bei Natrium-Ionen-Batterien“
Als besonders vielversprechend für die Zukunft der Batterietechnologie bezeichnet Künzel „Polymerelektrolyte und modifizierte Lithium-Metall-Elektroden für Festkörperzellen“. Auch „Anoden-freie Systeme, bei denen das gesamte Lithiumreservoir aus der Kathode stammt“, seien interessant. Weiterhin seien „bemerkenswerte Fortschritte bei Natrium-Ionen-Batterien zu beobachten, welche in Zukunft als besonders kostengünstige und nachhaltige Technologie für stationäre Speicher eine größere Rolle spielen dürften.“
„Als besonders positiv“ empfindet der Forscher „allerdings die generelle Entwicklung in Europa, wo Universitäten und Unternehmen, unterstützt durch die Politik, Hand in Hand zusammenarbeiten.“ Dies gebe „einen klaren Fahrplan und wichtige Kriterien für die Evaluierung neuer Batteriematerialien“, ermögliche „entscheidende Fortschritte beim Recycling“ und sei „ein großartiges Bekenntnis zur europäischen Zellfertigung.“
Quelle: Battery-News — Nachgefragt bei Dr. Matthias Künzel: „Für jeden Batteriebestandteil sollte genau überprüft werden, ob die verwendeten Materialien langfristig verfügbar und umweltfreundlich sind“
