Chemnitz. Ein deutsches Konsortium mit Beteiligung von Fraunhofer will die nachhaltige Nutzung von Ressourcen für Elektrofahrzeuge vereinfachen.
Das deutsche Zirkel-Konsortium hat ein Verfahren für eine verbesserte Kreislaufwirtschaft für Elektromotoren und Batterien in Elektrofahrzeugen entwickelt, das die Ressourcennutzung optimieren soll. Im Fokus stehen automatisierte Demontageprozesse für Produkte mit hohem Rohstoffanteil, wie sie in der E-Mobilität üblich sind. Elektromotoren enthalten wertvolle Materialien wie Kupfer, Aluminium und Neodym, deren Rückgewinnung bisher aufwändig und wenig wirtschaftlich war. Die zentrale Innovation besteht darin, das Produktdesign so zu gestalten, dass die spätere Zerlegung bereits berücksichtigt wird.
Die Forschungseinrichtung Fraunhofer IWU hat dafür laut Aussendung einen robotergestützten Demonstrator entwickelt, der Schraubverbindungen automatisch erkennt und löst – selbst in verschmutzten oder abgenutzten Bauteilen. Eine ausführliche Demontageanleitung wurde in praxisnahen Workshops ausgearbeitet, in denen Motoren systematisch zerlegt und die Prozessschritte dokumentiert wurden. Diese Analyse liefert die Grundlage für standardisierte Demontageprozesse im industriellen Maßstab.
Verfahren zur Rückgewinnung
Besonders für die Rückgewinnung von Neodym-Magneten aus Elektromotoren wurden neue Methoden erprobt, darunter mechanische und hydraulische Verfahren zur möglichst intakten Entfernung. Die entwickelte Technologie setzt auf maschinelle Bildverarbeitung und KI, wodurch die Rüstzeiten im Prozess deutlich sinken. Standard-Stereokameras genügen für die Steuerung des Robotersystems, was die Lösung kostengünstig und flexibel macht.
Empfehlungen für Hersteller
Im Projekt habe sich gezeigt, dass erst ein gezieltes Design for Recycling wirtschaftlich tragfähige Kreislaufprozesse ermöglicht; die Erkenntnisse flossen daher direkt in konkrete Empfehlungen für Hersteller und Produktentwickler, um Ressourcen effektiver zu nutzen. Mit dem neuen Ansatz können Batteriespeichersysteme und Motoren künftig weitgehend automatisiert zerlegt und recycelt werden. Das Projekt ist ein Beitrag zum Aufbau nachhaltiger Wertschöpfungsketten in der Elektromobilität.
Im Zirkel-Konsortium sind Industrie und Forschung vertreten, Partner sind unter anderem die Volkswagen AG, Fraunhofer IST sowie federführend die TU Braunschweig. Die Finanzierung erfolgte durch das deutsche Bundesministerium für Bildung und Forschung.
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