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EU-Kommission veröffentliche eine überarbeitete Liste kritischer Rohstoffe

Die EU-Kommission legte am 26. Mai 2014 eine überarbeitete Liste kritischer Rohstoffe vor. Die Liste von 2014 umfasst 13 der 14 Stoffe aus der vorherigen Liste aus dem Jahr 2011 (Tantal wurde aufgrund eines geringeren Versorgungsrisikos herausgenommen). Außerdem sind sechs neue Rohstoffe hinzugekommen, nämlich Borate, Chrom, Kokskohle, Magnesit, Phosphatgestein und Silicium. Die Zahl der von der Europäischen Kommission als kritisch eingestuften Rohstoffe liegt also nunmehr bei 20. Bei den anderen 14 Rohstoffen handelt es sich um: Antimon, Beryllium, Flussspat, Gallium, Germanium, Graphit, Indium, Kobalt, Magnesium, Niob, Metalle der Platingruppe, schwere seltene Erden, leichte seltene Erden und Wolfram. Die Liste soll dabei helfen, einen Anreiz für die Erzeugung kritischer Rohstoffe in Europa zu schaffen und die Aufnahme neuer Abbau- und Recyclingtätigkeiten zu fördern. Darüber hinaus wird die Liste von der Kommission dazu verwendet, den vorrangigen Bedarf und entsprechende Maßnahmen zu ermitteln.

Graphit

Systemraum: von Rohmaterial bis Produktion Geographischer Bezug: Europa Zeitlicher Bezug: 2000-2004 Weitere Informationen: Die Bereitstellung von Investionsgütern wird in dem Datensatz nicht berücksichtigt. Allgemeine Informationen zur Förderung: Art der Förderung: Tagebau/Untertagebau Rohstoff-Förderung: China 68,2% Indien 12,3% Brasilien 7,2% Nordkorea 3% Kanada 2,8% Madagascar 1,4% Mexiko 1,2% Tschechische Republik 0,9% Ukraine 0,7% Fördermenge Deutschland: - t im Jahr 2007 Importmenge Deutschland: 57167 t im Jahr 2007 Abraum: k.A.t/t Fördermenge weltweit: 1055900t/a Reserven: 800000000t Statische Reichweite: 758a

Markt für Magnesium

technologyComment of magnesium production, electrolysis (RoW, IL): Electrochemical processes to make magnesium are based on salts containing chloride which can be found naturally or are transformed from other raw materials like serpentine, magnesite, bischofite or carnallite. The magnesium chloride salts are dried with various processes in order to receive anhydrous MgCl2. The raw material for magnesium production in this activity is an anhydrous carnallite (MgCl2-KCl). In the process, KCl represents the electrolyte. In the course of the MgCl2 decomposition, the KCl content increases until the (spent) electrolyte is partly pumped out and replaced with new carnallite. Finally, two by-products are produced: liquefied chlorine (Cl2) and KCl-rich salt (70% KCl). Magnesium oxide (MgO) is formed as an impurity during dehydration. Concerning the CO2/CO equilibrium in the calcination process, there are numerous reactions that take place in the chlorination chambers and the carbon can be consumed by reaction with MgO, air, water, sulfates and other impurities. Theoretically, the predominant reactions are those in which carbon dioxide is formed. Thus, it is assumed that the carbon is entirely converted to CO2. The CO2 emissions from graphite anode consumption are expected to contribute less than 1 % of the overall emissions and are neglected in the module. In practice, the off gases are not released to the atmosphere as is, as they are treated in wet alkali scrubbers. That is that some of the CO2 (be it from the reaction or from the ambient dilution air) is converted to calcium carbonate. The input of petroleum coke contributes less than 1 % to the overall GWP results and is excluded from this datasets for reasons of confidentiality. technologyComment of magnesium production, pidgeon process (CN): The Pidgeon process includes the following process steps: calcination, grinding & mixing, briquetting, reducion and refining. Coal as energy source is only used in for the calcination process. For other process steps, coke oven, semi coke oven, producer or natural gas are used. The use of these fuels is calculated according to the weighted average in terms of annual magnesium output per fuel. The production of producer (coal) gas is included in this module. A main influencing factor for the emissions from fuel combustion is the composition of the fuel itself. Due to the different origins of the fuel gases used in the Pidgeon process, the composition of the gases varies considerably. For semi coke and coke oven gas, a large variation in gas composition can be observed. As the data base for these compositions is restricted to few measurements, no statistical average can be determined.

Markt für Graphit

technologyComment of graphite production (RoW): Data approximated with data from lime mining, crushing and milling. technologyComment of graphite production (RER): Technology for limestone mining, crusching and milling assumed as a first approximation. Overall yield of 95% is assumed.

Best Available Techniques (BAT) reference document for the non-ferrous metals industries

The BAT reference document (BREF) entitled 'Non-Ferrous Metals Industries' forms part of a series presenting the results of an exchange of information between EU Member States, the industries concerned, non-governmental organisations promoting environmental protection, and the Commission, to draw up, review and, where necessary, update BAT reference documents as required by Article 13(1) of the Directive 2010/75/EU on industrial emissions. This document is published by the European Commission pursuant to Article 13(6) of the Directive. This BREF for 'Non-Ferrous Metals Industries' concerns the activities specified in Sections 2 and 6.8 of Annex I to Directive 2010/75/EU, namely: - 2.1: Metal ore (including sulphide ore) roasting or sintering; - 2.5: Processing of non-ferrous metals: (a) production of non-ferrous crude metals from ore, concentrates or secondary raw materials by metallurgical, chemical or electrolytic processes; (b) melting, including the alloyage, of non-ferrous metals, including recovered products and operation of non-ferrous metal foundries, with a melting capacity exceeding 4 tonnes per day for lead and cadmium or 20 tonnes per day for all other metals; - 6.8: Production of carbon (hard-burnt coal) or electrographite by means of incineration or graphitisation. This document also covers: - the production of zinc oxide from fumes during the production of other metals; - the production of nickel compounds from liquors during the production of a metal; - the production of silicon-calcium (CaSi) and silicon (Si) in the same furnace as the production of ferro-silicon; - the production of aluminium oxide from bauxite prior to the production of primary aluminium, where this is an integral part of the production of the metal; - the recycling of aluminium salt slag. Important issues for the implementation of Directive 2010/75/EU in the non-ferrous metals industries are the emissions to air of dust, metals, organic compounds (which can result in the formation of PCDD/F) and sulphur dioxide; diffuse air emissions; emissions to water of metals (e.g. Hg, Cd, Cu, Pb, Zn); resource efficiency; and the prevention of emissions to soil and groundwater. This BREF contains 12 chapters. Chapters 1 and 2 provide general information on the non-ferrous metals industry and on the common industrial processes and techniques used within the whole sector. Chapters 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 and 10 correspond to the following specific production sectors: copper, aluminium, lead and/or tin, zinc and/or cadmium, precious metals, ferro-alloys, nickel and/or cobalt, and carbon and graphite. For each specific production sector, these eight chapters provide information and data concerning the applied processes and techniques; the environmental performance of installations in terms of current emissions, consumption of raw materials, water and energy, and generation of waste; the techniques to prevent or, where this is not practicable, to reduce the environmental impact of operating installations in these sectors that were considered in determining the BAT; and the emerging techniques as defined in Article 3(14) of the Directive. Chapter 11 presents the BAT conclusions as defined in Article 3(12) of the Directive. Chapter 12 is dedicated to concluding remarks and recommendations for future work. Quelle: BAT-Merkblatt JRC 107041

Anoden auf CNT-Basis

Das Projekt "Anoden auf CNT-Basis" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme durchgeführt. Stand der Technik sind bei Lithium-Ionen-Batterien Anoden, die aus Graphit bestehen. Nanokristallines Silicium lässt noch höhere Ladungskapazitäten zu. Nachteilig sind jedoch die geringe Leitfähigkeit des Siliciums und die Pulverisierung infolge der zyklischen Ladevorgänge. Ein aussichtsreiches Material sind auch Carbon Nanotubes (CNT). Für ungerichtete CNT werden spezifische Kapazitäten bis 180 F/g angegeben. CNT-Rasenstrukturen ermöglichen theoretisch eine weitere Erhöhung der Kapazität. Das IKTS verfolgt das Ziel, Anoden mit vertikal ausgerichteten CNT auf technisch aussichtsreichen Stromableitern herzustellen, die eine weitere Steigerung von Kapazität und Leistungsdichte bei hoher elektrochemischer Stabilität erlauben. Ein erster Schwerpunkt ist die Herstellung von gerichteten CNT-Strukturen auf elektrisch leitfähigen Unterlagen, d.h. auf aussichtsreichen Materialien für den Stromableiter. Durchgeführt werden Untersuchung zum Einfluss von Länge, Durchmesser, Ausrichtung, Dichte und Art der CNT auf die spezifische Kapazität. Eine weitere Aufgabe besteht in der Evaluierung verschiedener leitfähiger Unterlagen auf denen ein optimales CNT-Wachstum erzielt werden kann, wobei Kupfer im Fokus steht. Aufbauend auf dem ersten Arbeitspaket erfolgt die Evaluierung von Strukturen, die aus Kombinationen von gerichteten Carbon-Nanotubes und Silicium-Nanopartikeln bestehen. Die Herstellung erfolgt durch eine der CNT-Herstellung nachgeschaltete Siliciumabscheidung Solche Strukturen sind aussichtsreiche Kandidaten für das Erreichen noch höherer Ladungskapazitäten und Leistungsdichten. Die elektrochemische Charakteristik der im IKTS entwickelten Anoden auf CNT-Basis wird in einer Lithium-Ionenbatteriezelle am Fraunhofer ISC gemessen und mit anderen Anodentypen verglichen. Ausgewählt wird dann die Anode mit der höchsten Ladungskapazität und den günstigsten Herstellungskosten.

Teilprojekt E

Das Projekt "Teilprojekt E" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eisenhuth GmbH & Co. KG durchgeführt. 1. Ziel des Vorhabens- Im vorliegenden Projekt wird von den Partnern eine Bio-Brennstoffzelle zum Einsatz in einer Kläranlage entwickelt, ein Funktionsmuster gefertigt und in Betrieb genommen. Dieser Bio-Reaktor reinigt das Wasser von Schadstoffen und erzeugt dabei elektrische Energie. Dafür sind keine Edelmetallkatalysatoren erforderlich. Die Leistung der BioBZ ist mit ca.0,5 Watt/m2 aktive Fläche gering, so dass große Flächen bzw. große Platten erforderlich sind. Der Beitrag von Eisenhuth ist die Entwicklung und Fertigung der Bipolarplatten. Zudem leitet Eisenhuth das Arbeitspaket 3. 'Entwicklung der Pilotanlage'. Ziel der Forschungsarbeiten bei Eisenhuth ist die Entwicklung einer neuartigen Bipolarplatten-Technologie, die den Aufbau derart großflächiger Zellen erlaubt. Arbeitsplanung: Seitens der Bipolarplatten ist das Projekt in drei Phasen unterteilt: zunächst erfolgen in Phase 1. Vorversuche zur Auslegung des Flow Fields, insbesondere in Hinblick auf die große Zellfläche, den flüssigen Energieträger und vor allem den Gehalt an Schwebstoffen. In Phase 2 werden Graphite-Composite Platten im technischen Maßstab für die BioBZ Demo-Anlage entwickelt, gefertigt und dem Cutec zum Stack Assemling zur Verfügung gestellt. Phase 3 beinhaltet die Entwicklung einer Plattentechnologie, die für den großtechnischen Maßstab wirtschaftlich sinnvoll eingesetzt werden kann. Hier werden Edelstahlplatten mit einer Carbon-Schicht versehen, die elektrisch leitfähig und katalytisch aktiv ist.

TP 2: Vorverarbeitung von LFP Batterien für das Recycling

Das Projekt "TP 2: Vorverarbeitung von LFP Batterien für das Recycling" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ACCUREC Recycling GmbH durchgeführt. Das Gesamtvorhaben ACROBAT zielt auf ein hochentwickeltes Recyclingverfahren für Lithium-Eisen-Phosphat (LFP)-Batterien, indem kritische Rohstoffe (z.B. Li, P, Graphit) zurückgewonnen und Elektrodenmaterial und Elektrolyte direkt wiederverwertet werden. Während LFP Batterien einen signifikanten Marktanteil bei elektrischen Energiespeichern erreicht haben, fehlt bisher ein wirtschaftlich einsetzbarer industrieller Recyclingprozess für diesen Batterietyp. Hierzu werden im Projekt Verfahren entwickelt für eine effiziente Vorbehandlung der verbrauchten LFP Batterien, für die Inline-Charakterisierung und das direkte Recycling der schwarzen Masse aus LFPs, sowie für die extraktive Rückgewinnung von Elektrolyt-Material, Graphit und Lithium in Batterie-Qualität. Das Ziel dieses Teilvorhabens ist die Untersuchung, Entwicklung und Validierung einer LFP-spezifischen Vorbehandlung (d. h., thermisch Vorbehandlung, Schreddern, mechanische Trennung) von EoL-LFP-LIBs mit reduzierter Kreuzkontamination.

DiWaGussGJS-A

Das Projekt "DiWaGussGJS-A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ACCESS e.V. durchgeführt. Übergeordnetes Projektziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines Gießsimulationstools zur Abbildung der Erstarrungsvorgänge unter Anwendung eines Multiphasen-/ Multiphysik-/ Multiskalenansatzes zur Verbesserung der Qualitätssicherungsmaßnahmen bei der Herstellung von dickwandigen Gussteilen aus GJS. Unterziele: Entwicklung eines 'meanfield'-Modells für Keimbildung und Wachstum von Kugelgraphit in Multikomponenten Gusseisenlegierungen auf der Längenskala des Gefüges. Die Phasenanteile der Gefüge werden vorhergesagt. Die lokalen mechanischen Eigenschaften werden aufgrund der berechneten Gefügeparameter vorhergesagt. Das Vorhaben ist als Verbundprojekt unter der Leitung von Access geplant. Der Verbund besteht aus Access e.V., Friedrich Wilhelms-Hütte Eisenguss GmbH und REpower Systems SE. Die Experimente werden in FWH durchgeführt. Die komplette Werkstoffcharakterisierung der FWH Proben sowie die numerische Modellierung des GJS-Werkstoffes und des Gießprozesses werden bei Access durchgeführt. Im Unterauftrag von Access werden die thermophysikalischen Eigenschaften des GJS bei Netzsch gemessen, die Wöhlerlinien bei IMA ermittelt und beim IZP die Festigkeitsbewertung rechnerisch ermittelt sowie die Lebensdaueranalyse durchgeführt. Am Ende wird eine Korrelation zwischen Gießprozessparameter, Mikrostruktur und Lebensdauer festgelegt. REpower wird das Projekt begleiten und bewerten.

Brennstoffzellenstack der 3 kW-Klasse auf Basis geprägter graphitischer Bipolarplatten (NG PEM Stack)

Das Projekt "Brennstoffzellenstack der 3 kW-Klasse auf Basis geprägter graphitischer Bipolarplatten (NG PEM Stack)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von AVL Deutschland GmbH durchgeführt. Transfer of a machined bipolar plate design to a moldable plate design, leading to an inexpensive PEM stack for applications with high lifetime requirement and development of improved simulation methods as tool for PEM FC stack development. Background: In Europe there is significant demand for PEM fuel cell stacks for applications in the area of material handling, telecommunication and industrial applications. In addition to the operation lifetime (up to 15.000 operating hours), the cost targets are still challenging. Molded carbon composite bipolar plates are an option to approach the cost requirements of the PEMFC. Gas-tightness, electrical conductivity, dimensional accuracy and deviations in the geometries of the plates can critically influence performance and lifetime of the stack. In addition to these an elaborate production process might achieve a high dimensional accuracy but miss the cost targets required by the application. Molding of the bipolar plates gives limitations but also possibilities in the plate design. Geometrical structures of the machined plate have to be adapted to make them moldable. But on the other hand features wich not could be machined at reasonable costs might be easily molded without additional costs. So the aim of the project is to develop a stack based on molded graphite composite bipolar plates which can cope with the high lifetime requirements of the named applications but still be cost-effective enough to reach the cost targets defined by the applications. Base for the work in this project is an existing stack, which is produced using machined carbon composite bipolar plates. For the analysis and assessment of the developed bipolar plate designs, advanced CFD-simulation methods are applied and further improved. Using accurate and validated simulation methods, the flow field and the mass transfer within the fuel cell can be predicted and analyzed. The influence of different plate parameters on cell performance and lifetime will be evaluated. Modifications of plate structure will be made both to achieve better plate manufacturability and better stack performance. So production of molded bipolar plates, stack assembly procedures as well as tests towards stack performance and lifetime will be done within the project, together with a verification of the technological and economic potential of molded carbon bipolar plates. Main project targets are: - Transformation of the existing stack platform based on machined graphite plates to a less expensive stack based on molded carbon composite bipolar plates - Optimization of flow field structures towards better performance and moldability - Optimization of assembly processes on cell and stack level taking advantage of the possibilities of molded bipolar plates - Certification of the stack made from molded bipolar plates - Development of improved simulation methods for the prediction of the electro-chemistry and the flow field in the PEM fuel cell.

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