Batterien der Zukunft: Projekt zu „Circular Economy“

Wie müssen Design-Prozesse für neue Batterien gestaltet werden, damit alle ihre Materialien in einer „Circular Economy“ wiederverwendet werden können? Wege zu diesem ambitionierten Ziel sucht ein neues Projekt am ITAS in Kooperation mit POLIS und CELEST.

Die Elektromobilität ist auf dem Vormarsch. Doch um eine wirkliche grüne Technologie zu sein, fehlen geschlossene Rohstoffkreisläufe. Wie diese im Batteriesektor entwickelt werden könnten, untersuchen jetzt Forschende am ITAS im Projekt Design for circular economy.

Dazu arbeiten die Forschenden künftig eng mit Expertinnen und Experten für Produktdesign, Circular Economy, Second life, Recycling und Batterietechnologien zusammen. Die Kooperationspartner kommen aus dem Exzellenzcluster Post Lithium Storage (POLiS) und dem Center for Electrochemical Energy Storage Ulm & Karlsruhe (CELEST). In dem Projekt entwickeln sie gemeinsam Strategien für eine „Circular Economy“ und nachhaltigere Technologien.

Noch einige Hürden bis zur vollständigen Kreislaufwirtschaft

Der Ansatz der „Circular Economy“ ist ein Modell der Produktion und des Konsums, bei dem vorhandene Materialien und Produkte so lange wie möglich geteilt, wiederverwendet (mehrere Zyklen), repariert, aufgearbeitet und bis zu ihrem Lebensende möglichst vollständig rezykliert werden. Auf diese Weise verlängert sich der Lebenszyklus von Produkten und die Rohstoffe werden in einem Kreislauf gehalten. Die größten Herausforderungen sind dabei der hohe Energie- und Materialverbrauch der gegenwärtigen Recyclingtechnologien sowie die noch hohen Kosten.

Neue Wertstoffe und Recyclingtechnologien nutzen

„Künftige Batteriesysteme setzen auf gut verfügbare Materialien wie Magnesium oder Natrium“, so Marcel Weil, Leiter des Projekts am ITAS. Der reine Materialwert sei damit geringer als bei den gegenwärtigen Lithium-Ionen-Batterien. „Die Frage ist also, wie wir den Design-Prozess neuer Batterien so beeinflussen können, dass sich der Aufwand für den Recyclingprozess auch lohnt“, erklärt Marcel Weil.

Nachhaltigkeit im Fokus

Während sich Technologieentwickler häufig auf die Leistung neuer Batterietechnologien fokussieren, stehen in der Forschung am ITAS Nachhaltigkeitsaspekte im Vordergrund. Bereits in der Entwicklungsphase soll nach Ansicht der Forschenden ein umweltfreundliches Design mitgedacht werden. Das neue Projekt ist hierbei ein wichtiger Schritt. Es wird als so genanntes „Future Field“ des KIT gefördert. (22.04.2020)

Weiterführende Links:

Webseite der Forschungsgruppe Forschung für nachhaltige Energietechnologie (RESET)
Exzellenzvorhaben KIT Future Fields
Projektseite von Design for circular economy im ITAS-Webauftritt