Industrie + Technik

Batteriezellen herzustellen erfordert viel Energie. Produktionsprozesse und Zelldesign müssen sich ändern, um diese Menge zu verringern.Wie viel Energie die Batterieherstellung bis zum <link href="#nadc20234137234-fig-0001">Jahr 2040 benötigen wird, haben Florian Degen von der Fraunhofer-Einrichtung Forschungsfertigung Batteriezelle und Team untersucht. Sie kombinierten Daten zu Lithiumionenbatterien (LIB) und Post-Lithiumionenbatterien (also solche ohne Lithium, PLIB) aus Literatur und eigener Forschung. PLIB-Zellen benötigen demnach pro produzierter Zellspeicherkapazität weniger Energie als LIB-Zellen. Der Energieverbrauch für die weltweite Zellproduktion würde möglicherweise auf 130 000 GWh pro Jahr steigen. Dies entspricht dem Stromverbrauch Schwedens im Jahr 2021. Mit Design- und Produktionsänderungen ließen sich 66 Prozent der Energie sparen.<figure xml:id="nadc20234137234-fig-0001"><figure><img alt="image" src="https://media.graphassets.com/xWNqCfpRN2MkkumTaFL2"><figcaption><label>Abb.1: </label>Nachfrageprognosen für Batteriezellen 2021 bis 2040. NCA: Nickel-Kobalt-Aluminium; NMC: Nickel-Mangan- Kobalt (verschiedene Ni:Mn:Co-Verhältnisse); LFP: Lithium-Eisen-Phosphat; PLIBs: andere ohne Lithium.</figcaption></figure></figure>Aus den in der Metastudie genutzten Prognosen geht hervor, dass etwa bis zum Jahr 2040 die Marktanteile für Lithium-Eisen-Phosphat- und für Nickel-Mangan-Kobalt-Batterien mit hohem Nickelgehalt steigen (Grafik). MB<ul class="references" xml:id="nadc20234137234-bibl-0001" style="numbered" cited="no"><li xml:id="nadc20234137234-bib-0001">1 doi: 10.1038/s41560–023–01355-z</li></ul>

Batterien

Fabriken für bessere Speicher

Batteriezellen herzustellen erfordert viel Energie. Produktionsprozesse und Zelldesign müssen sich ändern, um diese Menge zu verringern.Wie viel Energie die Batterieherstellung bis zum Jahr 2040 benötigen wird, haben Florian Degen von der Fraunhofer-Einrichtung Forschungsfertigung Batteriezelle u...

Ein Bauteil macht Anlagen, die Ammoniak herstellen, produktiver. Der Meyer-Galow-Preis für Wirtschaftschemie würdigt die bewährte Erfindung.Bis zu 2000 Tonnen Ammoniak pro Tag produzierte eine Industrieanlage zur Jahrtausendwende. Eine solche Anlage hochzuskalieren, wäre gefährlich – die Turbinenschaufeln bestehender Anlagen drehen sich schon bis zu 180 Mal die Sekunde.Das Zweidruckverfahren rüstet stattdessen Anlagen um und macht sie damit anderthalbmal so produktiv. Das Verfahren hat Dennis Lippman, Geschäftsführer und Präsident von Thyssenkrupp Uhde USA, vor etwa 20 Jahren eingeführt. Er erhält dafür den Meyer-Galow-Preis für Wirtschaftschemie. Seine Methode verlagert die nötige Mehrleistung auf ein zusätzliches Bauteil: einen Frischgasreaktor. Dieser setzt bei etwa 110 bar bereits einen Teil des Stickstoffs und Wasserstoff im Synthesegas um. Das restliche Synthesegas wird in den Anlagenkreislauf eingespeist und wie zuvor bei 200 bar umgesetzt.Im Jahr 2006 ist die erste Anlage in Betrieb gegangen, die Safco-IV-Anlage in Saudi-Arabien. Laut Thyssenkrupp Uhde ist sie mit einer Kapazität von 3300 Megatonnen pro Tag die größte Ammoniakanlage weltweit. LB

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