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Unsere Doppelstrategie bei der Produktion von Kathodenmaterial

 

Unsere neue Technologie zur Erzeugung von aktivem Vorläuferkathodenmaterial senkt signifikant Kosten, CO2-Ausstoß und Energieverbrauch in der Herstellung von Batterien für E-Autos. So können wir die gesamte Wertschöpfungskette von der Mine bis zum batteriefertigen Material verbessern.

Unsere neuen Verfahren Selective Acid Leaching (SAL), übersetzt: Selektive Säurelaugung, und Combined Leaching (CL), übersetzt: kombinierte Laugung, vereinfachen die Produktion von aktivem Vorläuferkathodenmaterial für EV-Batterien aus Nickel-Mangan-Kobalt (NMC). Durch SAL und CL sparen unsere Prozesse bis zu 70 Prozent Energie, der CO2-Ausstoß sinkt für die gesamte Batterieproduktion erheblich (s.a. Grafik), und die Produktionskosten für batteriefähiges Vorläuferkathodenmaterial werden deutlich gesenkt.

Führende Chemiekonzerne zählen bereits zu unseren Partnern und Kunden. Mit Autokonzernen wie Ford und anderen großen Marken arbeitet PBT in Projekten zusammen. Nicht nur in der Industrie sind wir präsent. PBT ist Mitglied der European Battery-Alliance (EBA), der vor fünf Jahren gestarteten Initiative der EU-Kommission zum Aufbau eines Batterie-Ökosystems. Ein wesentliches Ziel ist u.a. die Schaffung des sogenannten Closed Loop, damit die wertvollen Rohstoffe nicht wieder die rohstoffarme EU verlassen.

 

Wir fokussieren den Closed Loop und Upstream

Die EU-Richtlinien schreiben den geschlossenen Kreislauf vor. Unsere Technologien liefern dazu einen wertvollen Beitrag. Wir können die sogenannte Black Mass aus allen Quellen verarbeiten: gebrauchten Batterien und Abfall aus der Batterieproduktion, zudem Metallschrotte aus der Industrieproduktion und Stahlwerken. Dieser Closed Loop ist eine unserer strategischen Zielrichtungen.

Die zweite Säule ist der so genannte Upstream, also die Wertschöpfungskette von der Mine bis zum batteriefähigen aktiven Vorläuferkathodenmaterial pCAM. Wir beherrschen gemeinsam mit unseren Partnern die gesamte Upstream-Wertschöpfungskette. Die Minen-Industrie in Australien kennt sich mit allen Sorten von Metallen und deren Verarbeitung sehr gut aus, auch in der Erzeugung von Metall-Vorprodukten für Batterien. Rohstoffe aus den Minen sind in den nächsten Jahren unverzichtbar. Denn der Markt für E-Autos wächst schnell. Und bis größere Mengen von Metallabfällen aus Batterien zur Verfügung stehen, wird es noch einige Jahre dauern.

 

Unser Wachstum in Europa und Deutschland

Unser erster Produktionsstandort in der EU liegt in Hagen/Westfalen. Dort wurde 2020 die Nickel-Raffinerie Königswarter & Ebell Chemische Fabrik (K+E) übernommen. Bei K+E haben wir unsere Verfahren SAL und CL erfolgreich in Großserie und Produktkonformität getestet. Wir wollen dort die Recycling- und Produktionskapazitäten auf bis zu 15.000 Tonnen pCAM Material erweitern. Übersetzt in Endprodukte bedeutet das: pCAM für Batterien von bis zu 180.000 Autos in der Größe des VW ID 3.

Zudem haben wir in Deutschland einen Partner gewonnen, der unser künftiges Wachstum beschleunigen wird: Die Cronimet Holding GmbH, ein Familienunternehmen mit Sitz in Karlsruhe, ist führend im Metallrecycling und -handel. Cronimet betreibt Standorte auf allen Kontinenten – gut möglich, dass in Zukunft überall dort, wo Batterieschrott anfällt, auch ein PBT-Standort entsteht.

Mit der Zahl unserer Standorte wird auch der Umsatz wachsen. Für 2025 lautet unser Ziel für den Umsatz eine Milliarde Euro – weltweit. Wachstum soll mit Standorten gelingen, die nahe bei den Kunden und Kooperationspartnern sind. Die PBT-Prozesse sind skalierbar und können als Modul oder fertiger Baustein in bestehende Abläufe integriert werden. Und zwar überall dort, wo Black Mass anfällt oder wo Primärmaterialien zu Kathodenmaterial verarbeitet werden.

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Unsere neuen SAL- und CL-Verfahren für Kathodenmaterial

 

Wir haben neuartige Verfahren zur Produktion von nickelbasierten aktiven Vorläuferkathodenmaterial (pCAM) entwickelt, die für E-Auto (EV)-Batterien notwendig sind. Die Kombination des Selective Acid Leaching (SAL) und Combined Leaching (CL) produziert pCAM effizienter und kostengünstiger, mit wesentlich niedrigerem Energieverbrauch und mit erheblich geringerer CO2-Belastung. Das Verfahren eignet sich, die bisherigen Methoden zur Produktion von Kathodenmaterial zu revolutionieren.

Der für Batterien notwendige Metall-Mix aus Nickel, Mangan und Kobalt (NMC) kommt natürlich im Erdreich vor. In den herkömmlichen Raffinerieprozessen von Metallrohstoffen oder auch Metallabfällen, der sogenannten „Black Mass“, werden die drei Metalle Nickel, Mangan und Kobalt zunächst voneinander getrennt, dann von Unreinheiten befreit und schließlich erneut zu einer passenden Mischung zusammengeführt. Dieses Verfahren mit vielen Schritten benötigt sehr große Mengen an Chemikalien, Wärme und Druck. Das alles erfordert Energie, erzeugt CO2 und verursacht hohe Kosten.

 

Reinigung statt Trennung sorgt für den Unterschied

An diesem Punkt setzen die patentierten Verfahren SAL und CL an: In zwei einfachen Schritten werden aus den vorhandenen Metallkonzentraten die Verunreinigungen gelöst und die Metalle gefiltert. Für diese chemischen Prozesse kommen sehr geringe Mengen von gängigen, vollkommen unschädlichen Oxidationsmitteln und Reduktionsmitteln zum Einsatz; diese werden in den Verfahren am Ende als harmlose Salze wiedergewonnen oder ausgeschwemmt. Aus dem Nickel- und Kobaltkonzentrat wird dann die passende pCAM-Mischung produziert.

Die bisherige Metalltrennung sowie Wiederzusammenführung entfallen. Wesentlich weniger Chemikalien, Wärme und Druck müssen eingesetzt werden. Energie, auch bei der Herstellung von Chemikalien, wird erheblich eingespart, wodurch sich der CO2-Ausstoß auf ein Minimum reduziert. Die eingesparte Energie sowie die entfallenen Prozessschritte reduzieren schließlich die Kosten und Dauer der pCAM-Produktion.

Verfahren für alle Metallrohstoffe und Metallabfälle geeignet

Unsere Prozesse sind sowohl für die Neuproduktion von Kathodenmaterial geeignet als auch für das Recycling der „Black Mass“, also dem aus alten Batterien zurückgewonnenen Kathodenabfall. Auch für die meisten künftigen Batterien, die auf der Lithium-Ionen-Technologie basieren, sind die Verfahren einsetzbar. Hierzu zählen auch die bei einigen Herstellern bereits für die nächste Fahrzeuggeneration vorgesehenen, leistungsstärkeren und preisgünstigeren Feststoffbatterien.

Beide Verfahren sind leicht für die Massenproduktion skalierbar. Als fertiges Modul können die Prozesse problemlos in die bestehenden Produktionsketten integriert werden. Automobilhersteller, deren Zulieferer sowie die Batteriehersteller und die chemische Industrie unterstützen wir bei der Erfüllung aktueller und künftiger CO2-Vorgabe. Wir sind das einzige Unternehmen, das mit diesem patentierten Verfahren am Markt ist.

 

Überblick der Ergebnisse

In Zahlen bieten die SAL- und CL-Verfahren folgende Vorteile:

Energie-Einsparung

  • Je nach Qualität des Vorprodukts 50 bis 70% weniger Energieverbrauch zur Herstellung von pCAM. Diese Einsparungen entsprechen circa 4-6 kw/h pro kg Nickel.

Niedrigere Prozesskosten

  • Der vereinfachte Prozess senkt die Produktionskosten von pCAM erheblich.
  • Kostenreduktion für das batteriefertige Vorläuferkathodenmaterial von > US$ 2,50 pro kw/h oder circa 5% der Gesamtprozesskosten einer Batteriezelle.
  • Im Recycling eine Kostenreduktion von >US$ 2,50 pro kw/h oder circa 7,5% der Gesamtprozesskosten einer Batteriezelle.

Verringerter CO2-Ausstoß

  • 70% bis 85% weniger CO2-Ausstoß bei der Erzeugung von pCAM aus primären Rohstoffen.
  • 55% bis 60% weniger CO2-Ausstoß bei der Verarbeitung von „Black Mass“ der Metallabfälle zu pCAM.
  • 960 Kilo weniger CO2-Ausstoß für die Umwandlung von Rohmaterial in batteriefähiges Vorläuferkathodenmaterial für eine 80 kw/h-Batterie, die z. B. in einem SUV eingesetzt wird.
  • 20-35% CO2-Einsparung für den gesamten Herstellungsprozess einer E-Auto-Batterie.
  • 10% weniger zusätzlicher CO2-Ausstoß im Herstellungsprozess eines E-Autos.

 

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Unser Ansprechpartner für die Medien

Michael Koch I PSM&W, Frankfurt am Main I michael.koch@psmw.de

EIT InnoEnergy investiert in die deutsche Produktion

Juni 2022. Europas größter Cleantech-Investor hat einen siebenstelligen Euro-Betrag in PBT investiert, um in der ersten kommerziellen Anlage in Hagen/Westfalen bis Ende 2023 10.000 Tonnen Vorläuferkathodenmaterial produzieren zu können. EIT InnoEnergy wird PBT auch durch die Verknüpfung mit potenziellen Großabnehmern und Investoren aus seinem Partnernetzwerk unterstützen. Denn EIT InnoEnergy ist eine treibende Kraft der Europäischen Batterieallianz.


 

Nominierung für Preis Rohstoffeffizienz

April 2022. Mit dem Deutschen Rohstoffeffizienz-Preis zeichnet das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz regelmäßig herausragende Beispiele rohstoff- und materialeffizienter Produkte, Prozesse oder Dienstleistungen sowie anwendungsorientierte Forschungsergebnisse aus. PBT Germany AG wurde 2022 in der Kategorie Unternehmen nominiert. Die Preisverleihung soll im Spätsommer 2022 in Berlin stattfinden. Wir sind gespannt auf das Ergebnis!


 

Kapazität für 1 Million E-Auto-Batterien

März 2022. Einen weiteren Meilenstein in der pCAM-Produktion haben wir in Australien passiert: Für die pCAM-Produktion in der Mine von Kalgoorlie (West-Australien) hat die Australische Regierung eine Förderung von 119 Millionen Australischen Dollar bereitgestellt (rund 80 Mio. Euro). Das gesamte Investitionsvolumen in Kalgoorlie beträgt AU$ 460 Mio. (rund 310 Mio. Euro). Im Werk können im Joint Venture mit Poseidon Nickel in der ersten Ausbaustufe ab 2024 pro Jahr 50.000 Tonnen aktives Vorläuferkathodenmaterial pCAM produziert werden. Diese Menge ist ausreichend für die Herstellung von bis zu einer Million EV-Batterien, je nach deren Leistung.

Königswarter & Ebell Chemische Fabrik GmbH

Kontakt

Pure Batteries Technologies Germany AG
Am Hardtwald 6-8
76275 Ettlingen ​

Info-kue@purebatterytech.com