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Brennstoffzellen-Recycling

Posted by  Alice
16 Sep 2019 0 comments

 

 

Brennstoffzelle in einiger Geschichte...

Eine Brennstoffzelle wandelt die chemische Energie eines Brennstoffs (normalerweise Wasserstoff) und eines Oxidationsmittels (normalerweise Sauerstoff) in einem Prozess, der einen Katalysator erfordert, in Elektrizität um.

 

Es ist seit dem 19. Jahrhundert bei uns, obwohl es bis in die 1950er Jahre dauerte, um ein Design für den Einsatz in Fahrzeugen zu entwickeln. In den frühen 1960er Jahren produzierte General Electric ein auf Brennstoffzellen basierendes Stromversorgungssystem für die Raumkapseln Gemini und Apollo der Nasa. Heute wird der Strom des Space Shuttles durch Brennstoffzellen sowie Trinkwasser für die Besatzung bereitgestellt.

 

In den Vereinigten Staaten und in vielen westlichen Ländern haben mehrere Gesetze die gegenwärtige Explosion in der Entwicklung von Wasserstoff-Brennstoffzellen gefördert, indem sie auf Null-Emissionsniveaus für Fahrzeuge abzielen.

 

 

 

Zero-Emission

 

 

 

Gegen Ende des 20. Jahrhunderts fand eine Reihe bemerkenswerte Entwicklungen statt, als Länder und Organisationen die Brennstoffzellentechnologie übernahmen, darunter:

 

  • 1998 kündigte Island Pläne zur Schaffung einer “Wasserstoffwirtschaft”; an, einen Zehnjahresplan zur Umstellung aller Transportfahrzeuge, einschließlich der isländischen Fischereiflotte, auf Fahrzeuge mit Brennstoffzellenantrieb.
  • Im April 1999 enthüllte Daimler Chrysler ein Flüssigwasserstoff-Fahrzeug NECAR mit einer Höchstgeschwindigkeit von 90 mph und einem Tankinhalt von 280 Meilen.

 

Brennstoffzellen bieten anerkanntermaßen saubere, effiziente und zuverlässige Energie mit den Vorteilen eines verringerten Ausstoßes von Treibhausgasen, eines geringeren Ölverbrauches, einer erweiterten Nutzung erneuerbarer Energien, einer hocheffizienten Energieumwandlung und einer geringeren Luftverschmutzung.

 

Sie haben im 21. Jahrhundert einen kometenhaften Aufstieg ihrer Popularität erlebt; der Betrieb im Wasserstoff, dem am häufigsten vorkommenden Element im Universum, bedeutet, dass ihnen niemals eine Energiequelle ausgehen wird, und die Verbrennung von Wasserstoff führt nicht zur Emission toxischer Nebenprodukte, was ihn zu einer sauberen,  erneuerbaren Energiequelle macht.

 

 

Die Nachfrage nach Platin…

Platin ist ausnahmslos die bevorzugte Katalysatoroption. Der Platingehalt macht jedoch fast die Hälfte des Gesamtpreises der Zellen für die Massenproduktion aus, und daher ist sein Recycling die beste Alternative zur Begrenzung der Produktionskosten.

 

Darüber hinaus wird geschätzt, dass die Einführung von Brennstoffzellen im Vergleich zu Verbrennungsfahrzeugen 3-10 mal mehr Platin pro Fahrzeug erfordern würde. Wenn also, sagen wir, bis 2050 50% der hergestellten Fahrzeuge die Brennstoffzellentehcnologie verwenden, würde die Automobilindustrie einen bis zu 15-fachen Anstieg des Platinbedarfs gegenüber der gegenwärtigen Nachfrage benötigen. In Anbetracht dieser hohen Edelmetallbelastung ist eine zuverlässige und kostengünstige Versorgung mit Platin nur dann möglich, wenn effiziente und umweltverträgliche Technologien für das Recycling von Edelmetall aus Brennstoffzellenkomponenten vorhanden sind.

 

 

Recycling-Technologie…

Die traditionellen Methoden zur Rückgewinnung von Platingruppenmetallen (PGMs) aus Katalysatoren mittels pyro- und hydro-metallurgischer Prozesse sind beim Recycling von Brennstoffzellen nicht kosteneffizient. Darüber hinaus können sie beträchtliche Mengen an flüssigem und festem Abfall erzeugen, die sich nicht mit der gegenwärtigen Denkweise vereinbaren lassen, die ultrasaubere, abfallfreue Prozesse fordert.

 

Es besteht eindeutig die Notwendigkeit, alternative „saubere”; und effizientere Technologien zu finden, und es gibt zahlreiche laufende Projekte, um kosteneffektive Lösungen zu finden, wie z.B. die elektrochemische Auflösung. Es besteht kaum ein Zweifel daran, dass das Recycling von Brennstoffzellenkomponenten der Kommerzialisierung näher rückt, wobei einige behaupten, dass es bei der wirtschaftlichen Rückgewinnung wertvoller und kritischer Materialien erfolgreich ist, die Ressourcen für die Wiederverwendung in neuen Brennstoffzellenprodukten schont und die technischen Herausforderungen und hohen Kosten für die Bekämpfung schädlicher Emissionen eliminiert.

 

Es ist sicherlich unsere Überzeugung, dass es ein starkes finanzielles und ressourcenbezogenes Engagement für Forschung und Entwicklung im Bereich des Brennstoffzellen-Recyclings gibt, das mindestens dem Tempo entspricht, mit dem der Markt für elektrisch betriebene Fahrzeuge voranschreitet.