Die meisten Lithium-Ionen-Batterien enthalten Kobalt, das einige wichtige Bedenken hinsichtlich Umwelt, Gesundheit und einer fragwürdigen bzw. unethischen Lieferkette aufweist. COBRA (CObalt-free Batteries for FutuRe Automotive Applications) ist ein gemeinsames Forschungs- und Innovationsprojekt für kobaltfreie Batterien der nächsten Generation, das vom Programm Horizont 2020 der Europäischen Kommission kofinanziert wird.
Die Elektromobilität gilt als eine der Hauptlösungen zur Dekarbonisierung des Transports. Ein batterieelektrisches Fahrzeug kann während seiner Lebensdauer deutlich weniger CO2-Emissionen verursachen als ein Verbrennerfahrzeug. Der Weltmarkt soll bis 2030 etwa 125 Millionen Elektrofahrzeuge erreichen. Damit einher geht auch eine Erhöhung der Batterieproduktionskapazität, bei der die Lithium-Ionen-Technologie auch im kommenden Jahrzehnt die bevorzugte Wahl bleiben dürfte.
Dieser wachsende Markt und das Wissen, dass die überwiegende Mehrheit dieser Elektroautos Lithium-Ionen-Batterien auf Kobaltbasis verwendet, verdeutlichen den Forschungsbedarf, um die negativen Auswirkungen auf die Umwelt und die Gesellschaft zu minimieren. Kobalt gilt als teuer, außerdem ist die Förderung von Kobalt schädlicher für die Umwelt verglichen mit den meisten anderen Metallen und zudem sozial umstritten. Im Kongo soll Kinderarbeit trotz ersten Gegenmaßnahmen immer noch weit verbreitet sein. Der Übergang zur Elektromobilität dürfte die Kluft zwischen Angebot und Nachfrage und den Kobaltpreis sogar noch erhöhen. Kobalt in Lithium-Ionen-Batterien zu ersetzen, ist zwar möglich, hat bisher aber keinen großen Anklang gefunden. Mehrere Autohersteller und Batterieunternehmen arbeiten allerdings bereits an kobaltfreien Batterien.
Kobaltfreie Lithium-Ionen-Batterietechnologie
Das Forschungsprojekt COBRA, bereits Anfang des Jahres gestartet, zielt nun ebenfalls darauf ab, eine neuartige kobaltfreie Lithium-Ionen-Batterietechnologie zu entwickeln und dabei die hohe Energie- und Leistungsdichte sowie Lebensdauer beizubehalten, die wir von Lithium-Ionen-Batterien auf Kobaltbasis kennen. Das Ziel ist eine Energiedichte von 750 Wh/l, eine Lebensdauer von mehr als 2000 Zyklen, Schnellladefähigkeit bis zu 300 kW sowie 50 Prozent Gewichtsreduktion. Dabei sollen die entstandenen Batteriepacks in der kommerziellen Fertigung nicht mehr als 90 Euro pro Kilowattstunde kosten.
Die Einbeziehung mehrerer führender Organisationen aus der Batterieforschung und -herstellung soll zudem eine einfache Anpassung an Produktionslinien und eine Hochskalierung gewährleisten, um zu einer höheren Marktakzeptanz beizutragen und gleichzeitig die Position Europas in diesem Bereich zu stärken.
Das Projekt COBRA wurde zuletzt mit 11,8 Millionen Euro Forschungszuschuss der EU ausgezeichnet. Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer neuen Generation von Lithium-Ionen-Batterien, welche Kobalt durch ein anderes Material ersetzen und intelligente Sensoren beinhalten, welche die Energieeffizienz der Batterien erhöht. Bei der Entwicklung von alternativen Lösungen soll auch auf die Umweltverträglichkeit, die Möglichkeit zum Recyceln und die Verfügbarkeit des Materials geachtet werden.
An COBRA sind gut 20 Universitäten, Tech-Firmen und Forschungsgruppen aus dem Bereich der Batterietechnologie beteiligt, darunter aus Deutschland die Technische Hochschule Ingolstadt, die beiden Fraunhofer-Institute ISI und LBF, die Batterieunternehmen Aentron und Liacon sowie der Halbleiterkonzern Infineon.
Quelle: TNO — Pressemitteilung vom 22.06.2020 // Electrive — Forschungsprojekt COBRA arbeitet an kobaltfreien Batterien
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