PEM-Projekt „Kreisläufer“ forscht an recyclingfähigen Elektromotoren
In der Branche setzt sich immer mehr die Erkenntnis durch, dass bereits bei der Produktentwicklung auf „Design for Recycling“ geachtet werden sollte, sprich eine Produktgestaltung, die das spätere Recycling des Produkts vereinfacht. Denn angesichts der schwierigen Beschaffung von Rohstoffen – Stichworte sind z.B. geopolitische Konflikte und umweltschädlicher Abbau – macht es absolut Sinn, darauf zu achten, dass Produkte später möglichst einfach recycelt werden können und die enthaltenen Rohstoffe zurück in den Kreislauf geführt werden können.
Das gilt natürlich auch für Motoren von Elektroautos, denen sich das Projekt „Kreisläufer“ des PEM nun widmet. „Aktuelle Produkttopologien und Produktionsprozesse im Bereich von Elektromotoren sind nicht auf Kreislaufwirtschaft- und Recycling-Tauglichkeit ausgelegt“, sagt PEM-Leiter Prof. Achim Kampker: „Bei den derzeitigen Recycling-Abläufen gehen deshalb kritische Materialien wie Kupfer und seltene Erden verloren, die vor allem für den Wirtschaftsstandort Deutschland und ganz Europa bedeutsam sind.“
So zählt beispielsweise Neodym zu den seltenen Erden: Der wertvolle Rohstoff ist magnetisch und ein zentraler Bestandteil der meisten Elektromotoren. Neodym besser recyceln zu können, wäre ein großer Vorteil für die Elektromotoren-Produktion.
Bislang stand vor allem das Recycling der Traktionsbatterien von Elektroautos im Fokus der Öffentlichkeit. Diesem Thema haben sich bereits viele Unternehmen verschrieben. Nun aber widmet sich das „Kreisläufer“-Projekt ausschließlich dem E-Motor-Recycling und zeigt damit, wie relevant dieses Thema ist. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert und will gemeinsam mit industriellen Partnern aus der gesamten Wertschöpfungskette Konzepte für eine nachhaltige Gestaltung von E-Motor-Rotoren entwickeln.
Im Rahmen des Projekts sollen Produktionsverfahren entwickelt werden, die sich für eine künftige Kreislaufwirtschaft eignen. Zudem sollen auch passende Demonatageverfahren für die E-Motor-Rotoren entwickelt werden. Geplant ist auch ein digitaler Produktpass, der Informationen zur Zerlegung und dem Recycling der Elektromotoren dokumentiert. „Das kann in der Zukunft eine flexible und großserientaugliche Demontage von Rotoren ermöglichen“, sagt Kampker.
Das Projekt läuft bis August 2028, als Partner sind Magnet-Physik Dr. Steingroever, Remondis und Wieland eTraction Systems dabei. Als assoziierte Partner sind zudem Daimler Truck und Mubea Motorkomponenten an Bord. Die Macher des Projekts hoffen, dass es im Idealfall drei bis fünf Jahre nach dem Ende des Vorhabens möglich sein wird, Rotoren im industriellen Maßstab wiederzuverwerten. Dadurch soll der Industriestandort Deutschland in den Lieferketten elektrischer Antriebe eigenständiger und unabhängiger werden. Geplant ist außerdem, die Projektergebnisse schrittweise auf den gesamten Elektromotor und den elektrischen Antriebsstrang sowie späterer auf verwandte Bereiche wie Industriemotoren oder Generatoren zur Energieerzeugung zu übertragen.
Mit dem Projekt ZIRKEL (Zirkuläre Produktion für hochintegrierte Komponenten der Elektromobilität) hat sich bis vor kurzem auch ein anderes Vorhaben mit dem Recycling von Elektromotoren und auch Traktionsbatterien beschäftigt. Dabei wurden zum Beispiel auch verschiedene Remanufacturing-Verfahren für Neodym erprobt, etwa die mechanische Entnahme nach vorheriger Trennung des Blechpakets oder der gezielte Ausbau mittels hydraulischer Pressen. Dabei ist laut dem Fraunhofer IWU eine praxistaugliche Methodik zur möglichst beschädigungsfreien Rückgewinnung und Wiederverwendung der Magnete entstanden.
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