Ressourceneffiziente Mobilität durch Aufarbeitung und Wiederverwendung von Batterien

Herausforderung

Bei der Wiederaufbereitung von eBike-Akkus werden die Batteriegehäuse geöffnet, werthaltige und intakte Batteriekomponenten entnommen sowie defekte und vernachlässigbare Batterieteile recycelt. Während einige Batteriegehäuse für die Wiederaufbereitung eingesetzt werden, wird nach aktuellem Stand ein Großteil dieser Gehäuse nach dem Öffnen ungenutzt entsorgt, verbrannt oder als Füllmaterial verwendet. 

Lösung

Im Rahmen des Vorhabens soll eine Möglichkeit aufgezeigt werden, wie die Kunststoffe aus Batteriegehäusen unter Beachtung der Wirtschaftlichkeit einer Wiederverwertung zugeführt werden können, sodass gleichzeitig eine neue Einnahmequelle aus der Verwertung der Kunststoffgehäuse generiert werden kann. Dafür werden Konzepte und notwendige Prozessschritte erarbeitet.

Auf dem Markt existiert eine große Vielfalt an unterschiedlichen eBike-Akkus von unterschiedlichsten Herstellern. Dabei unterscheiden sich die Gehäuse in der Geometrie, Farbe, im Material und in den Anbauelementen. Aufgrund der Vielzahl an eBike-Akkus und damit auch an unterschiedlichen Batteriegehäusen müssen diese zunächst in Kunststoffgruppen eingeteilt werden. Für die weitere Aufbereitung wurde sich auf die drei Kunststoffgruppen mit dem höchsten Anteil beschränkt, da für die Aufbereitung sortenreine Kunststoffe notwendig sind.

Es wurden Konzepte entwickelt, die es erlauben, das Batteriegehäuse der Wiederverwertung mittels Kunststoffrecycling zuzuführen. Dabei wurden zunächst Trennverfahren für die Entfernung von Fremdstoffen untersucht und bewertet. Anschließend erfolgte die Zerkleinerung der Gehäuse, die Aufbereitung des Mahlguts (Compoundierung) und die Bestimmung mechanischer Kennwerte im Zugversuch. Für eine mögliche Weiterverarbeitung im Spritzgussverfahren wurde zudem der Schmelzflussindex (MVR) ermittelt.

Eine wirtschaftliche Betrachtung des Gehäuserecyclings mit der Erarbeitung von Materialströmen sowie ein Life Cycle Assessment (LCA) zum Vergleich des CO₂-Fußabdrucks von Recyclingmaterial mit Neuware wurde zum Abschluss des Projekts durchgeführt.

Die angespannte politische und wirtschaftliche Situation zeigen eindeutig, dass die Etablierung von resilienten Wertschöpfungsketten im eigenen Land notwendig ist, um die Abhängigkeiten von wichtigen Ressourcen aus anderen Nationen zu verringern. Auch aus Umweltaspekten gilt es, den schonenden Umgang mit Ressourcen zu optimieren. Zusätzlich generiert der Lösungsansatz eine weitere Einnahmequelle für Verwerter von Kunststoffgehäusen.