Rohstoffsicherheit für die europäische Batterieproduktion rückt mit dem neuen Forschungsprojekt PaNaBat einen Schritt näher. Das deutsch-chilenische Vorhaben verfolgt das Ziel, eine langfristige Netzwerkplattform für Forschung, Ausbildung, Technologietransfer und industrielle Kooperation aufzubauen. Im Mittelpunkt stehen nachhaltige Batterierohstoffe, effizientere Lithiumgewinnung und Batterierecycling. Damit soll auch die Diversifizierung der Lieferketten vorangetrieben werden, von der letztlich die gesamte Batteriezellenproduktion in Europa profitieren könnte.
Ausgangspunkt ist die aktuelle Situation in Lateinamerika. Mehr als 50 Prozent der weltweiten Lithiumvorkommen liegen im sogenannten Lithium-Dreieck aus Chile, Bolivien und Argentinien, gefördert wird das Rohstoff überwiegend in der chilenischen Atacama-Wüste mithilfe großer Verdunstungsbecken. Dieses Verfahren geht mit erheblichen Wasserverlusten einher und belastet empfindliche Ökosysteme sowie Regionen, in denen Wasser auch für Landwirtschaft und Bevölkerung eine zentrale Rolle spielt. Genau an diesem Punkt setzt PaNaBat an, um ressourcenschonendere Alternativen zu etablieren.
Neue Verfahren sollen Umweltbelastung deutlich senken
Zu den untersuchten Ansätzen zählen die direkte Lithiumextraktion (DLE) sowie geschlossene Verdampfungsverfahren, die unter anderem an der Universidad Católica del Norte in Chile und an mehreren Fraunhofer-Instituten in Europa erforscht werden. Ergänzt werden diese technischen Entwicklungen durch prozessökologische Analysen, die auf die jeweiligen lokalen Bedingungen zugeschnitten sind. Getragen wird das Projekt von der Universidad Católica del Norte mit ihrem Lithium I+D+i Zentrum, von Fraunhofer Chile sowie von den deutschen Fraunhofer-Instituten für Schicht und Oberflächentechnik IST, für Solare Energiesysteme ISE und für Silicatforschung ISC. Die Projektkoordination liegt beim Fraunhofer ISC.
Ein weiterer Baustein ist der Aufbau einer Informations- und Vernetzungsplattform, über die Kooperationspartner, Unternehmen und Forschungseinrichtungen zusammengeführt werden sollen. Bereits während der Aufbauphase sind erste Pilotprojekte vorgesehen, um Struktur und Organisation der Plattform zu erproben. Im weiteren Verlauf sollen zusätzliche Projekte mit externen Partnern hinzukommen, wodurch sich der Austausch zwischen Forschung und Industrie schrittweise erweitern soll.
Batterierecycling und Umweltbilanz stehen im Fokus
Neben der Rohstoffgewinnung befasst sich PaNaBat auch mit dem Recycling von Batteriematerialien wie Lithium, Kobalt, Nickel und Aluminium. Im Zentrum stehen dabei Verfahren mit geschlossenen Stoffkreisläufen und geringer CO2-Bilanz, außerdem automatisierte Demontagetechniken, neue Sortierverfahren und effiziente Aufbereitungsprozesse. Statt Materialien bis auf die elementare Ebene zurückzugewinnen, sollen sie möglichst funktionserhaltend aufbereitet und direkt wieder in die Batterieproduktion eingebracht werden. Besonders relevant ist dabei der Know-how-Transfer aus der Bergbau- und Veredelungsindustrie, der auf das Batterie-Recycling übertragen werden soll.
Um die Umweltwirkung neuer Verfahren von Beginn an einschätzen zu können, integriert PaNaBat Lebenszyklusanalysen (Life Cycle Assessment) und Life-Cycle Engineering in die Entwicklung neuer Prozesse und Produkte. Dieser als Integrated Computational Life Cycle Engineering bezeichnete Ansatz soll robuste und nachhaltige Lösungen schneller in die industrielle Anwendung bringen. Begleitet wird das Projekt zusätzlich von einem Industriebeirat aus überwiegend mittelständischen deutschen und chilenischen Unternehmen, der die weitere Umsetzung aktiv mitgestalten soll.
Wirtschaftlich zielt PaNaBat auf zwei Effekte zugleich ab. Für europäische Automobilhersteller und Zulieferer steht die Sicherung nachhaltiger Lithiumquellen im Vordergrund, wodurch sich Rohstoffunabhängigkeit und Wettbewerbsfähigkeit stärken lassen. Chilenische Unternehmen und Forschungseinrichtungen erhalten im Gegenzug Zugang zu neuen Technologien und internationalen Märkten. Damit entsteht ein Netzwerk, das Forschung und Industrie auf beiden Seiten des Atlantiks enger miteinander verzahnt.
Quelle: Fraunhofer Institut – Pressemitteilung
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