Fraunhofer IWKS startet Projekt für Brennstoffzellen-Recycling

Nachhaltigere, effizientere und umweltfreundlichere Technologien zur Energiewandlung wie Brennstoffzellen werden im Zuge der Energie- und Mobilitätswende eine immer größere Rolle spielen.

Schon heute kommen Brennstoffzellen, vor allem Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzellen (PEMFC) in wasserstoffbetriebenen Automobilen zum Einsatz. Mit der steigenden Verbreitung dieser Technologie wird spätestens 2030 eine größere Menge dieses Brennstoffzellentyps sein Lebensende erreicht haben. Aufgrund des hohen Anteils an wertvollen Technologiemetallen und ökologischen Betrachtungen ist ein effizientes Recycling von in PEM-Brennstoffzellen enthaltenen Materialien notwendig. Jedoch ist ein für Brennstoffzellen maßgeschneiderter Recyclingprozess derzeit industriell nicht verfügbar.

Dieser Herausforderung stellt sich nun ein Konsortium unter Leitung der Fraunhofer-Einrichtung für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie IWKS. Im Rahmen des Projekts „BReCycle“ erarbeitet das Konsortium, bestehend aus den fünf Forschungs- und Industriepartnern Fraunhofer IWKS, Proton Motor Fuel Cell GmbH, MAIREC Edelmetallgesellschaft mbH, Electrocycling GmbH und KLEIN Anlagenbau AG, ein Kreislaufwirtschaftskonzept speziell für PEM-Brennstoffzellen. Gefördert wird das Vorhaben innerhalb des 7. Energieforschungsprogramms „Innovationen für die Energiewende“ des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie.

Ziel des Vorhabens ist es, ein nachhaltiges Verfahren zur Aufbereitung von Brennstoffzellen zu entwickeln, mit dem hochwertige Materialfraktionen insbesondere aus der Elektrodenbeschichtung generiert und die Polymermembran abgetrennt werden können. Für den Recyclingmarkt von Brennstoffzellen sind vor allem die wertvollen Edelmetalle wie Platin und Ruthenium von Bedeutung. Auf diese Metalle sind auch derzeit verwendete allgemeine Recyclingprozesse für Edelmetalle ausgelegt, in denen Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzellen derzeit größtenteils verarbeitet werden. Platin und Ruthenium, sowie weitere wertvolle und seltene Metalle, werden in pyrometallurgischen Metallrecyclingprozessen zurückgewonnen. Jedoch entstehen beim pyrometallurgischen Recycling von Brennstoffzellen hochgiftige Fluorverbindungen aus der fluorierten Nafion-Membran, wodurch eine großformatige Umsetzung eine sehr aufwendige Abgasreinigung voraussetzt. Bislang existieren keine industriell effizient einsetzbaren Recyclingprozesse, welche vor der Schmelzaufbereitung die Polymermembranen ausreichend separieren und damit die Gefahr der Entstehung von Fluorwasserstoff im Schmelzprozess unterbinden. Zudem gehen unedlere Metalle wie Stahl oder Aluminium im Prozess größtenteils verloren.

Im Projekt BReCycle soll ein neuer Ansatz entwickelt werden, der einen hohen Rückgewinnungsgrad der eingesetzten Rohstoffe sicherstellt und hinsichtlich Umweltverträglichkeit (insbesondere Energiebilanz) und Wirtschaftlichkeit überlegen ist. Gleichzeitig sollen Aspekte des kreislaufgerechten Produktdesigns (Design for Recycling bzw. Design for Circularity) untersucht und umgesetzt werden, um die Recyclingfähigkeit von Brennstoffzellen zu erhöhen sowie den Einsatz von Sekundärwerkstoffen im Sinne des Ressourcenschutzes zu forcieren und darauf basierend neue Geschäftsmodelle zu entwickeln.

 

Mehr Informationen über das Projekt finden Sie hier: BReCycle

Originalmeldung: Recyclingmagazin