Im Zuge der Transformation zur Elektromobilität spielt die Entsorgung und das Recycling von Lithium-Ionen-Akkus eine immer größere Rolle. In Europa entstehen zunehmend Standorte, an denen Lithium-Ionen-Akkus am Ende ihres Produktlebenszyklus recycelt werden. Während des Recyclingprozesses fällt jedoch Abluft mit stark schwankender Schadstoffzusammensetzung an. In diesem Zusammenhang bieten Aktivkohlefilter und mobile SMARTSORB® Adsorber eine hochflexible Lösung für die Abluftreinigung, die es ermöglicht, schnell auf wechselnde Betriebszustände zu reagieren.
Das Recycling von Lithium-Ionen-Akkus nimmt in Europa stark zu
Mit dem Inkrafttreten der neuen EU-Batterieverordnung im Februar 2024 soll eine Kreislaufwirtschaft für Batterien geschaffen und der Ressourcenverbrauch für deren Herstellung reduziert werden. Die Verordnung legt Mindest-Recyclingquoten für die einzelnen Batteriematerialien fest, die schrittweise erhöht werden sollen. Weiters sind Mindest-Rezyklatanteile in der Produktion neuer Batterien vorgesehen.
2.100 Kilotonnen zu recycelnde Batterien bis 2040
Das Recycling von Lithium-Ionen-Akkus wird als Folge der neuen Verordnung in den kommenden Jahren kontinuierlich zunehmen. Aktuell werden jährlich ungefähr 50 Kilotonnen Altbatterien in Europa recycelt. Nach Berechnungen des Fraunhofer ISI wird die Menge zu recycelnder Batterien im Jahr 2030 auf 420 Kilotonnen und im Jahr 2040 auf 2.100 Kilotonnen steigen.
Recyclinganforderungen für Lithium-Ionen-Akkus steigen ab 2026
Abbildung 1: Ab ca. 2035 werden laut Fraunhofer ISI Batterien aus dem Pkw-Bereich den größten Anteil stellen. Foto: Stefan Schweihofer
Lithium-Ionen-Akkus stecken in Handys und Laptops und treiben E-Bikes, E-Scooter und Elektroautos an. Sie enthalten zahlreiche wertvolle Materialien, darunter Kobalt, Nickel, Lithium, Kupfer und Aluminium. Mit der neuen Batterieverordnung treten erhöhte Vorschriften für das Recycling von Lithium-Ionen-Akkus in Kraft:
Bislang war vorgeschrieben, dass mindestens 50 % des Gewichts einer Batterie recycelt werden müssen. Ab 2026 wird diese Anforderung für Lithium-Ionen-Batterien auf 65 % und ab 2031 auf 70 % steigen.
Außerdem werden spezifische Recyclinganforderungen für verschiedene Materialien wie Lithium, Kobalt, Kupfer und Nickel eingeführt. So wird beispielsweise die vorgeschriebene Recyclingquote für Lithium zwischen 2028 und 2032 von 50 auf 80 % steigen. Für Kobalt, Kupfer und Nickel strebt die EU ab 2028 eine Recyclingquote von 90 % an, bis 2032 soll diese auf 95 % steigen.
Komplexität des Recyclings von Lithium-Ionen-Akkus
Das Recycling von Lithium-Ionen-Akkus ist aufgrund der vielfältigen Bauarten und Materialzusammensetzungen eine äußerst komplexe Herausforderung. Eine entscheidende Phase dieses Prozesses ist die mechanische Zerkleinerung, bei der Abluft mit stark variierender Schadstoffzusammensetzung freigesetzt wird.
In diesem Kontext bietet Aktivkohle eine effektive und umweltfreundliche Lösung zur Reduzierung dieser Schadstoffe. Die mobilen SMARTSORB® Adsorber von Donau Carbon ermöglichen zudem eine schnelle Anpassung an wechselnde Betriebsbedingungen.
Die Donau Carbon konnte bereits einen bedeutenden Neukunden gewinnen, der mit seiner patentierten Technologie zum Recycling von Lithium-Ionen-Akkus und seinem Know-how ein wichtiger Partner für die Zukunft ist.
Abbildung 2: SMARTSORB® Adsorber für die Luftreinigung. © Donau Carbon
Der Einsatz von Aktivkohle in der Gas- und Luftreinigung
Aktivkohle ist ein äußerst wirksames Adsorptionsmittel, das aufgrund seiner einzigartigen Struktur und Eigenschaften in der Gas- und Luftreinigung eingesetzt wird. Das Adsorptionsprinzip der Aktivkohle beruht darauf, dass Schadstoffe an ihrer Oberfläche gebunden werden.
Dabei ist die äußere Oberfläche von sekundärer Bedeutung. Vielmehr spielt die Größe der inneren Oberfläche, der BET-Oberfläche, eine entscheidende Rolle. Diese wird durch unzählige Poren und Kapillaren in der Struktur der Aktivkohle gebildet und bestimmt die Adsorptionskapazität des Materials.
Die Vielseitigkeit von Aktivkohle
Aktivkohlen für die Luft- und Gasreinigung besitzen typischerweise eine
BET-Oberfläche in der Größenordnung 800–1500 m2/g.
| Sie sind in der Lage, eine breite Palette von Schadstoffen rasch zu adsorbieren, darunter organische Verbindungen, flüchtige organische Verbindungen (VOCs), Gerüche, Rauch, Dämpfe, chemische Rückstände, Schwermetalle sowie bestimmte Gase wie Kohlenmonoxid (CO) und Stickoxide (NOx). |
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| Organische Dämpfe benötigen beispielsweise gerade einmal 0,1 bis 0,2 Sekunden, um abgeschieden zu werden. |
Abbildung 3: Die rasterelektronenmikroskopische Aufnahme veranschaulicht die poröse Beschaffenheit der Aktivkohle. © Donau Carbon |
Durch ihre Vielseitigkeit und Anpassungsfähigkeit können Aktivkohlefilter spezifisch an die Anforderungen verschiedener Anwendungen angepasst werden. Sie sind in verschiedenen Formen, Größen und Aktivierungsniveaus erhältlich, um eine optimale Leistung und Effizienz in unterschiedlichen Reinigungsszenarien zu gewährleisten.
Im Bereich der Gas- und
Abluftreinigung werden vorzugsweise
körnige Aktivkohlen wie geformte oder gebrochene Aktivkohlen eingesetzt. Häufig finden zylindrische Formkohlen Anwendung, da diese meist einen geringeren Strömungswiderstand und eine bessere Abriebhärte als Bruchkohlen aufweisen.
Lesen Sie auch: Auswahl der richtigen Aktivkohle
Die Wiederverwendung von Aktivkohle
Donau Carbon leistet nicht nur einen Beitrag zur Wiedergewinnung von wertvollen Rohstoffen, sondern steigert auch die Nachhaltigkeit durch Reaktivierung der mit Schadstoffen beladenen Aktivkohle. Die bereits verwendete Kohle wird gereinigt, von Rückständen befreit und kann danach ressourcenschonend und kosteneffizient wiederverwendet werden. Mehr dazu lesen Sie in unserem Beitrag „
Aktivkohle: Wiederverwendung oder Entsorgung?“.
Filter Service: Mobile SMARTSORB® Adsorber und Aktivkohleservice
Die
mobilen SMARTSORB® Adsorber sind transportable Wechselfilter, die eine schnelle Reaktion auf wechselnde Betriebszustände erlauben. Die Adsorber zur Gas- und Luftreinigung sind in Größen von 1 m
3 bis zu 18 m
3 erhältlich. Auf Anfrage liefern wir auch spezielle Behälter, die auf die spezifischen Prozess- und Kundenanforderungen zugeschnitten sind.
Abbildung 4: SMARTSORB® Adsorber für die Luft- und Gasreinigung. © Donau Carbon
Von Anlieferung bis Entsorgung: Donau Carbons umfassender Filter Service
Die Donau Carbon kümmert sich um alle Dienstleistungen rund um den Filterwechsel und bietet auf den Bedarf des Kunden abgestimmte Logistik- und Wechselkonzepte an. Je nach Wunsch des Kunden ist der komplette Filter Service inklusive Anlieferung, Abholung, Austausch, Neubefüllung und Entsorgung der Aktivkohle möglich. Die Handhabung der Aktivkohle vor Ort entfällt.
Zusätzlich zu den mobilen Adsorbern entwickeln und liefern wir auch fest installierte Systeme. Für stationäre Filter steht geeignetes Equipment zum Wechseln der beladenen Aktivkohle beim Kunden vor Ort zur Verfügung.
Sharing is Caring: Donau Carbon bietet kosteneffiziente Mietlösungen
In Anbetracht des zunehmenden Drucks auf alle Industriezweige, Kosten zu senken, bietet Donau Carbon sämtliche Adsorber flexibel zur Miete oder zum Kauf an. Getreu dem Motto „Sharing is caring“ sind unsere Standard Filterbehälter aus unserem Mietpool innerhalb weniger Tage lieferbar. Sie bieten eine ideale Lösung, um Kosteneinsparungen in Bezug auf Kapitalausrüstung, Verfahren, Abfallentsorgung und Personalkosten zu erzielen.
Abbildung 5: Überblick SMARTSORB® Filter Service Donau Carbon.
Individuelle Lösungen in der Abluftreinigung
Donau Carbon verfügt über eine hohe Lösungskompetenz und langjährige Erfahrung in der Anwendungstechnik – von der Planung über den Bau bis zum Betrieb von Filteranlagen. Für Herausforderungen, die kurzfristig eine Lösung verlangen, kann durch den ständig wachsenden Behälter- und Komponentenpool der Donau Carbon meist eine sehr schnelle Umsetzung realisiert werden.
Unser Portfolio umfasst:
- Anwendungs- und verfahrenstechnische Beratung
- Auslegung, Planung, Bau und Lieferung von Filtern, zugehörigen Anlagenkomponenten und Komplettanlagen bis hin zu schlüsselfertigen Lösungen
- Umbau, Optimierung und Instandhaltung
- Erstellen von Betriebs- und Servicekonzepten
- Anlagenbetreuung und Service
- Laborleistungen
In hauseigenen Labors erfolgt die Bewertung und Prüfung unserer Aktivkohlen. Unser Service umfasst die Untersuchung von Adsorbentien (mechanische, chemische und physikalische Eigenschaften), die Ermittlung von Isothermen, Abscheideversuche sowie die Unterstützung zur
Auswahl der optimalen Aktivkohle für die Anwendung des Kunden. Auch Pilot-Anlagen mittels mobiler Filter für Tests vor Ort sind möglich.
Abbildung 6: Donau Carbon setzt kundenspezifische Lösungen bis hin zu schlüsselfertigen Filteranlagen um. © Donau Carbon
Fazit: Abluftreinigung im Li-Ionen-Recycling
Die gestiegene Nachfrage nach Lösungen für das Recycling von Lithium-Ionen-Akkus, bedingt durch die neue Batterieverordnung und den wachsenden Einsatz von Elektrofahrzeugen, erfordert effektive Methoden zur Abluftreinigung während des Recyclingprozesses. Aktivkohlefilter und mobile SMARTSORB® Adsorber bieten eine äußerst flexible und kosteneffiziente Lösung, die einen wertvollen Beitrag zur nachhaltigen Entwicklung im Bereich des Lithium-Ionen-Akku-Recyclings leisten kann.
Wenn Sie weitere Informationen benötigen oder gemeinsam mit unseren Spezialisten eine optimale SMARTSORB®-Filterlösung ausarbeiten möchten, zögern Sie bitte nicht, uns unter www.donau-carbon.com zu kontaktieren. Wir stehen Ihnen gerne zur Verfügung.