Jana Husmann, M.Sc.

Im Rahmen der angestrebten Verkehrswende nimmt die Bedeutung von Lithium-Ionen-Batterien (LIB) zum Einsatz in elektrischen-angetriebenen Fahrzeugen immer weiter zu. Viele der für die Produktion verwendeten Ressourcen sind wertvoll, besitzen limitierte Vorkommen oder stammen aus politisch-instabilen Ländern. Daher wird durch das Recycling von gebrauchten LIB das Schließen der Stoffkreisläufe angestrebt. In zahlreichen Studien wurden in den letzten Jahren Ökobilanzen zu Recyclingprozessen von LIB angefertigt, mit den Zielen Hotspots in der Prozesskette zu identifizieren, Handlungsempfehlungen für die Prozessoptimierung abzuleiten und Prozesse miteinander zu vergleichen. Dabei wird in der Regel davon ausgegangen, dass die zurückgewonnen Materialen wieder Batteriequalität haben. Gleichzeitig ist bekannt, dass es bei Recyclingverfahren zu einem Downcycling kommt – die Materialien werden verunreinigt, haben eine niedrigere Qualität und müssen mit Primärmaterial supplementiert werden für den Einsatz in der Batterie. Diese Aspekte werden von Ökobilanzen zu Batterierecycling nicht widergespiegelt. Die Berücksichtigung von Materialqualitätsaspekten in der Ökobilanz ist jedoch essentiell, um eine sinnvolle Bewertung der Recyclingprozesse zu ermöglichen. Im Rahmen dieser Arbeit sollen bestehende Ansätze untersucht werden, Materialqualitätsaspekte in die Ökobilanz zu integrieren und ein Vorgehen spezifisch für zirkuläre Materialketten in LIB entwickelt werden.

Art:

• Studienarbeit(Master)

Fachrichtungen: Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen Maschinenbau, Umweltingenieurwesen
Begin der Arbeit: sofort
Zuletzt geändert: 07.07.2023

Im Rahmen der angestrebten Verkehrswende nimmt die Bedeutung von Lithium-Ionen-Batterien (LIB) zum Einsatz in elektrischen-angetriebenen Fahrzeugen immer weiter zu. Viele der für die Produktion verwendeten Ressourcen sind wertvoll, besitzen limitierte Vorkommen oder stammen aus politisch-instabilen Ländern. Daher wird durch das Recycling von gebrauchten LIB das Schließen der Stoffkreisläufe angestrebt. Dabei ist sowohl in der Primärerzeugung als auch in der Kreislaufführung der Materialien eine Nachverfolgung der Materialien relevant. Die genaue Herkunft der Materialien und die örtlich verwendeten Abbauverfahren wirken sich maßgeblich auf deren Umweltwirkungen aus. Durch gesetzliche Quoten für Sekundärmaterialeinsatz in Batterien werden Primärmaterialien nun zunehmend mit Sekundärmaterialien gemischt. Am Ende ihres Lebenszyklus werden auch diese Batterien wieder recycelt und die Materialien erneut der Batterieproduktion zugeführt. Die Produktion von Primär- und Sekundärmaterial wird teilweise durch die gleichen Unternehmen durchgeführt, wodurch sich die Materialien in der Produktion vermischen. Für das Nachweisen von Sekundärmaterialquote und da viele Metalle nur eine gewisse Lebensdauer haben, ist auch eine Abschätzung notwendig, wie häufig Materialien recycelt wurden und wo sie ursprünglich herkommen. Diese Informationen sind in der Durchführung von Ökobilanzen zu berücksichtigen, um Lieferketten transparent und vergleichbar zu modellieren. Im Rahmen dieser Arbeit sollen bestehende Ansätze zur Nachverfolgbarkeit von Materialien untersucht (wie bspw. Analyse von Lithium Isotopen) und ggf. aufs Recycling übertragen werden sowie Ansätze zur Integration in Ökobilanzen erarbeitet werden. Es soll zudem gezeigt werden, wie die Methodik der Ökobilanz von den Daten der Nachverfolgung profitieren kann. Dazu sollen Ansätze zur (automatisierten) Kopplung mit Lebenszyklusdaten untersucht werden. 

Die Arbeit kann auch in englischer Sprache geschrieben werden.

Art:

• Studienarbeit(Master)
• Masterarbeit

Fachrichtungen:
Begin der Arbeit: sofort
Zuletzt geändert: 09.08.2023