Rückgewinnung und Wiedereinsatz von Edelmetallen aus Brennstoffzellen react. Dr. R. Wegner, ReMetall Drochow GmbH

Transkript

1 Rückgewinnung und Wiedereinsatz von Edelmetallen aus Brennstoffzellen react Dr. R. Wegner, ReMetall Drochow GmbH

2 Inhalt Vorstellung der ReMetall Drochow GmbH und der übrigen Unternehmen der Firmengruppe Drochow Gegenstand des Projekts Ausgangssituation Partner des Verbundprojekts Aufgaben der einzelnen Partner Förderung Aussichten des Projekts

3 ReMetall Drochow GmbH Unternehmen der Firmengruppe Drochow (FGD): Kabel-Recycling GmbH Drochow (KRD) Europarts Drochow GmbH (EPD) ReMetall Drochow GmbH (RMD) InBauTec Drochow GmbH (IBD) RT Dienstleistungs GmbH (RTD) Hotelbetriebsgesellschaft GmbH Drochow (HBG)

4 Kabelrecycling

5 Maschinenbau und handel/neue Katalysatoren

6 Kunststoffprodukte/Modulhaus

7 Tourismus

8 Altkatalysator-Recycling

9 react Gegenstand/Motivation Brennstoffzellen enthalten sogenannte Membrane Electrode Assemblies (MEA): Relativ hohe Edelmetallbeschichtung: Membran besteht aus PFSA-Kunststoff, darauf wird im Siebdruck eine Tinte aufgebracht, die mit Pt und Ru imprägnierte Kohlenstoffträger enthält. Ziel: Edelmetalle zurückgewinnen und möglichst wieder in eine Form überführen, die für die erneute Herstellung von MEA genutzt werden kann. Alle nicht-edelmetallhaltigen Bestandteile ebenfalls einer Wiederverwertung zuführen, wenn möglich.

10 Aufbau einer Brennstoffzelle

11 Stand der Technik - Patente: (Umicore, Johnson-Matthey, Toyota, Tanaka) - Pyrometallurgische Rückgewinnung (Einschmelzen mit Sammlermetall) Nachteil: HF-Bildung, spezielle Anlagentechnik und Abgasnachbehandlung. - Lösen der Membrankunststoffe mit organ. Lösungsmittel oder überkritischem Wasser Nachteil: gefährliche Abfälle oder teure Technologie. - Lösen der Edelmetalle mit Oxidationsmitteln ( Königswasser ) größere Mengen verunreinigtes Abwasser. - Nichts davon ist umgesetzt (bisher fehlt auch noch der Markt)! - Beschichtungsmenge an Edelmetallen ist weitgehend optimiert edelmetallfreie BZ-Katalysatoren sind aufgrund aufwändigerer Herstellung derzeit sogar teurer!

12 Brennstoffzellenstacks Offene Bauform (Partner inhouse engineering GmbH) - Vermutlich alle Teile wiederverwertbar bis auf Dichtungsmaterial. - Neben den Edelmetallen besonders wertvoll: Bipolarplatten aus Graphit. Geschlossene Bauform (Partner Ekpro GmbH)

13 Lösungsansatz Mechanisch e Zerlegung Trennung der PGM PGM aus sonstigen Quellen Mechanische Abtrennung Beschichtungsversuche Andere Komponenten Chemische Abtrennung Wiedereinsat z testen Rückgewinnung als Konzentrat Testen andere Verwendungszwecke

14 Recycling-Möglichkeiten Komponente Edelmetalle Bipolarplatten (Graphit) PSFA-Kunststoff Endplatten/Anschlussplatten Wiederverwendung - Neue Brennstoffzellen-Membranen - Katalysatoren (Abluftreinigung, ggf. Reforming). - Wiedereinsatz in Stacks (offene Bauform) - Neue Membranen für Brennstoffzellen - als Ionenaustauscher (Membran/Granulat) in der Wasseraufbereitung - Metall: Schrottrecycling noch zu klären - Kunststoff: Kunststoffrecycling noch zu klären

15 Partner Forschungseinrichtungen: - UP Transfer GmbH an der Universität Potsdam (Lehrstuhl für Anorganische Chemie) - Institut für Technische Chemie und Umweltchemie (Friedrich-Schiller-Universität Jena) - Hydrogen Institute of Applied Technologies ggmbh, Schwerin

16 Partner Unternehmen: - inhouse engineering GmbH, Berlin - Stackhersteller - Ekpro GmbH, Berlin - Stackhersteller - FuMa-Tech GmbH, St. Ingbert - Membranhersteller - ReMetall Drochow GmbH, Drochow - Recycler Daten Projektkoordination: ReMetall Drochow GmbH Fördervolumen (alle Partner): 1,5 Mio. Laufzeit:

17 Aufgabenteilung ReMetall Recycling, Rückgewinnung der PGM Universität Potsdam Trennung der Edelmetalle (Umsetzung in die Praxis nach dem Projekt: ReMetall) HIAT Entwicklung Elektrokatalysatoren auf Basis recycelter Edelmetalle, Herstellung von MEA im Labormaßstab und Versuche FuMa-Tech Fertigung von beschichteten Membranen, Wiederverwendung Kunststoff Ekpro stellt Stacks (geschlossene Bauform) zur Verfügung und testet neue Stacks mit Recycling-PGM inhouse engineering - stellt Stacks (offene Bauform) zur Verfügung und testet neue Stacks mit Recycling-PGM ITUC Testet nicht in BZ wiederverwertbare PGM in Abluftreinigungskatalysatoren (Beschichtung: ReMetall) und berät hinsichtlich der Umweltverträglichkeit des Rückgewinnungsverfahrens

18 Förderung - Historie Anfang 2008: Ausschreibung Ressourceneffizienz des BMBF (PtJ) Zeitgleich Kontakt zum HIAT über die Fördergesellschaft Erneuerbare Energien e.v. Skizze eingereicht Begutachtung: Antragsstellung empfohlen Antrag eingereicht 2. Gutachterrunde: Antrag gut, aber bessere Anträge vorhanden PtJ: interne Weitergabe des Antrags an KMU-innovativ Unterpunkt Ressourceneffizienz Skizze und Antrag neu eingereicht Bewilligung des Projekts mit Laufzeit

19 Aussichten Brennstoffzelle enthält bisher pro W Leistung 1 mg Pt. Annahme: 2020 Anteil erneuerbarer Energien 20% bei gleichbleibendem Gesamt-Energieverbrauch Geschätzte Lebensdauer eines Stacks: 5 Jahre Bei 50 % Recyclingquote: ca toz/a Pt in Deutschland, ca toz/a in Europa mit 6-Jahres- Mittelwert für Edelmetallkurse: 42 Mio.. Ziel: - Rohstoffbereitstellung unabhängig von Primärproduktion - unabhängig werden von Börsenkursen - Kundenvorteil: Rücknahme gebrauchter Stacks führt zu geringeren Kosten

20 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!