Wertvolle Materialien

Roboter recycelt Batterien von Elektroautos

Robert Klatt

Batterien von Elektroautos enthalten viele wertvolle Rohstoffe. Ein neuer Roboter entfernt diese automatisch aus Akkus, die ihre Lebensdauer überschritten haben.

Stuttgart (Deutschland). In Deutschland hat der Anteil von Elektroautos und Hybriden an den Neuzulassungen in den letzten Jahren stetig zugenommen. Im Jahr 2020 lag dieser bereits bei 13 Prozent. In den kommenden Jahren wird demnach auch die Anzahl der Batterien, die das Ende ihre Lebensdauer erreicht haben, rapide steigen. Diese enthalten unter anderem Nickel, Mangan, Kobalt und Lithium, also wertvoll Rohstoffe, die die Industrie bisher jedoch nur teilweise recycelt.

Nun haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (Fraunhofer IPA) ein Projekt vorgestellt, das in Zukunft das Recycling von Batterien von Elektroautos deutlich vereinfachen soll. Es handelt sich dabei um einen Roboter, der verschiedene Akkus automatisiert demontiert und die automatisiert dann sortenrein trennt. Aus den dabei gewonnenen Rohstoffen könnten etwa Second-Life-Batterien hergestellt werden.

Bauformen erschweren Arbeit des Roboters

Besonders problematisch waren laut den Entwicklern die unterschiedlichen Bauarten der Batterien. Bisher gibt es für Akkus von Elektroautos noch keine Norm. Der Roboter muss deshalb bei unterschiedlichsten Typen flexibel auf Leitungen, Kabel, Stecker, Batteriezellen und andere Bauteile reagieren.

Als Arbeitsplatte verwendet das Robotersystem dazu einen zwei mal drei Meter großen Tisch, der über ein flexibles Spannsystem zur Fixierung des Akkus verfügt. Im ersten Schritt demontiert der Roboter den Deckel, indem er die Schrauben löst. Deren Position wird durch ein Bildverarbeitungssystem erkannt.

Künstliche Intelligenz zur Demontage

Weil nach rund zehn Jahren Nutzungsdauer bei manchen Batterien durch Wind und Wetter die Schrauben korrodiert sind und sich nicht mehr durch Schraubendreher lösen lassen, verfügt der Roboter über eine Künstliche Intelligenz (KI), die entscheiden kann, ob der Einsatz einer Fräse sinnvoller ist. „Er könnte natürlich auch sofort fräsen. Aber das ist nicht die optimale Strategie, weil dabei Metallspäne anfallen, die zu einem Kurzschluss und letztlich zu einem Brand führen könnten“, erklärt Lorenz Halt. Sollte es bei der Demontage tatsächlich zu einem Feuer kommen, sorgt ein Schieber dafür, dass alle Teile von dem Arbeitstisch in ein Löschbad gelangen.

Positives Zwischenergebnis

Die Wissenschaftler mussten außerdem weitere neue Werkzeuge entwickeln und Probleme lösen, um das automatische Recycling von Batterien von Elektroautos zu ermöglichen. Dazu gehört eine Art Dosenöffner, mit dem der Roboter Dichtungen löst und eine Art Mini-Wagenheber, der zum Herausheben der einzelnen Batteriezellen dient.

Nach rund 1,5 Jahren Entwicklungszeit vermelden die Entwickler ein positives Zwischenergebnis. Der erste vollständige Demonstrator soll noch in diesem Jahr präsentiert werden. „Künftig möchten wir auch Lösungen entwickeln, die es ermöglichen, die zurückgewonnen und noch intakten Bestandteile einer Batterie für einen weiteren Lebenszyklus aufzubereiten und wieder zu einem neuen System zusammenzuführen“, so Projektleiter Max Weeber.

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