Kohlenstoffmaterialien aus Produktionsresten der Kunststoffverarbeitung als Rohstoffe für Batterien, Teilvorhaben: Prozessverifizierung Hochtemperatur-Drehrohrthermolyse und Bewertung Kohlenstoffmaterialien als Batterierohstoff

Description: Im Zuge der Energiewende steigt der Bedarf an Kohlenstoff-haltigen Funktionsmaterialien, insbesondere als Batterierohstoff im Bereich der Elektromobilität. Reststoffe aus der Kunststoffproduktion oder -verarbeitung können zukünftig zur Herstellung von Kohlenstoff-haltigen Funktionsmaterialien dienen. Hauptziel des Verbundvorhabens CarbonCycle sind der Machbarkeitsnachweis der Herstellung von Kohlenstoff-haltigen Funktionsmaterialien aus Kunststoffrestfraktionen mittels Hochtemperatur(HT)-Drehrohrthermolyse sowohl im Labor- als auch Technikumsmaßstab und die Bewertung der erzeugten Kohlenstoffmaterialien hinsichtlich ihrer Eignung als Batterierohstoff. Zu diesem Zweck sollen nicht nur definierte Kunststoffreste aus der Kunststoffindustrie eingesetzt, sondern auch eine Fahrweise mit Prozesstemperaturen bis ca. 900 °C realisiert werden. Die hohen Temperaturen begünstigen die Ausbeute und Beschaffenheit des Sekundär-Kohlenstoffs. Der zirkuläre und innovative Technologieansatz leistet nicht nur einen wichtigen Beitrag zur Ressourcenautonomie und der Abkehr von der linearen 'take-make-waste' Wegwerfgesellschaft, sondern auch zur Minderung von CO2-Emissionen. Das Teilvorhaben des ZSW fokussiert sowohl auf die Verifizierung geeigneter HT-Drehrohrthermolysebedingungen als auch auf die Bewertung der erzeugten Kohlenstoff-haltigen Funktionsmaterialien hinsichtlich ihrer Eignung als Ausgangsstoff für Elektrodenmaterialien zur Fertigung von Batteriezellen. Die Prozess-Verifizierung mit in Frage kommenden Kunststoffproduktionsresten erfolgt in einem Laborofensystem sowie im Technikum. Es werden Testkampagnen an einem HT-Drehrohrthermolysedemonstrator mit einem kontinuierlichen Materialdurchsatz von bis zu 5 kg pro Stunde realisiert. Aufbauend auf Begleitanalysen sollen geeignete Kohlenstoffmaterialien mittels Graphitisierungsversuchen für den Einbau in einer Batterie vorbereitet werden sowie ein Batterie-Einzeller mit wenigen Quadratzentimeter gefertigt und getestet werden.

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Tags: Energiewende ? Kunststoffindustrie ? Batterie ? Reststoff ? Temperatur ? CO2-Minderung ? Kunststoffproduktion ? Batterieproduktion ? Rohstoff ? Elektromobilität ?

Region: Baden-Württemberg

Bounding boxes: 9° .. 9° x 48.5° .. 48.5°

License: Creative Commons Namensnennung-keine Bearbeitung-Nichtkommerziell 4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Finanzielle Förderung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)
• Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (Projektverantwortung)

Last harvest: 01.01.1970 00:00

Time ranges: 2025-01-01 - 2027-12-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: Process verification of high-temperature rotary kiln thermolysis and evaluation of carbon materials as a raw material for batteries
  Description: In the course of the energy transition, the demand for functional materials containing carbon is increasing, particularly as a raw material for batteries in the field of electromobility. Residual materials from plastics production or processing can be used to produce carbon-containing functional materials in the future. The main objective of the CarbonCycle joint project is to demonstrate the feasibility of producing carbon-containing functional materials from plastic waste fractions using high-temperature (HT) rotary kiln thermolysis on both a laboratory and pilot plant scale and to evaluate the carbon materials produced with regard to their suitability as a raw material for batteries. For this purpose, not only defined plastic residues from the plastics industry are to be used, but also a mode of operation with process temperatures of up to approx. 900 °C is to be realized. The high temperatures favor the yield and composition of the secondary carbon. The circular and innovative technological approach not only makes an important contribution to resource autonomy and the abandonment of the linear 'take-make-waste' throwaway society, but also to the reduction of CO2 emissions. The ZSW sub-project focuses both on the verification of suitable HT rotary kiln thermolysis conditions and on the evaluation of the carbon-containing functional materials produced with regard to their suitability as a starting material for electrode materials for the production of battery cells. The process verification with suitable plastic production residues is carried out in a laboratory furnace system and in the pilot plant. Test campaigns will be carried out on a HT rotary kiln thermolysis demonstrator with a continuous material throughput of up to 5 kg per hour. Based on accompanying analyses, suitable carbon materials will be prepared for installation in a battery by means of graphitization tests and a battery single cell with a few square centimeters will be manufactured and tested. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1139618

Status

Aktiv

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