BEST4HY H2020-Projekt: Bestandsaufnahme nach einem Jahr

Eine internationale Partnerschaft zur Entwicklung von Technologien für die Rückgewinnung von kritischen Rohstoffen aus Wasserstofftechnologien

Vielversprechende Ergebnisse für das BEST4Hy EUH2020 Projekt, nach etwa einem Jahr nach Projektstart. Das gut etablierte Konsortium setzt seine Aktivitäten und Forschungen zur Entwicklung und Validierung bestehender und neuartiger Recyclingverfahren sowohl für PEM- (Proton Exchange Membrane) als auch für SOC-Brennstoffzellen (Solid Oxide Cells) fort, zu denen auch einige Organisationen, die in diesem Sommer dem endgültigen BEST4Hy-Beirat beigetreten sind, ihre Freigabe erteilt haben.

Die von Hensel Recycling geleiteten Aktivitäten zur Validierung bestehender und neuartiger Technologien für das PEM-Recycling wurden mit der Optimierung der PEM-Demontage durch fünf verschiedene mechanische Versuche fortgesetzt. Das ideale Zerlegungsverfahren wurde erfolgreich individualisiert und lieferte zufriedenstellende Ergebnisse. In ähnlicher Weise wurde von IDO-Lab eine hydrometallurgische Behandlung für die Pt-Rückgewinnung aus den von EKPO gelieferten PEM-FZ durchgeführt. Gute Fortschritte wurden auch bei der Ionomerextraktion mit Alkoholauflösung erzielt, an der ein BEST4Hy-Berater beteiligt war.

Im Bereich der neuartigen MEA-Demontagetechnologien hat das CEA vielversprechende Ergebnisse bei seinen Experimenten zum Gasphasenprozess mit wiederverwendbaren Lösungsmitteln erzielt, welche die GDL (Gasdiffusionsschicht) unter hohem Druck durchdringt, um die Membran zu erreichen. Die Ergebnisse zeigen, dass es möglich ist, sowohl die Flüssig- als auch die Dampfphase zu verwenden, aber die beste Effizienz wurde bisher mit einer Ethanollösung in der Flüssigphase erreicht. Darüber hinaus stellt das CEA seine neue Aufgabe der Elektroauslaugung und Elektroabscheidung zur Rückgewinnung von metallischem Pt vor, die auf einem vom CEA-Institut selbst entwickelten Patentverfahren beruht. Dieses Verfahren ermöglicht die Rückgewinnung von Pt ohne die Verwendung von organischen Lösungsmitteln oder Säuren; das Verfahren ist frei von giftigen Gasemissionen und sehr praktisch, da es in nur einem Schritt funktioniert.

Das CEA testet auch verschiedene Arten der Katalysatorsynthese (Pt/C) auf der Grundlage von Pt-Salzen, die aus gealtertem MEA synthetisiert werden. Auf der Grundlage der Ergebnisse der Charakterisierung der Pt-Salze und des Katalysators, die das CEA durchgeführt hat, wird es in der Lage sein, die Katalysatorsynthese auszuwählen, die in den nächsten Monaten für die Herstellung von MEA im EKPO-Design hochskaliert werden soll.

Was die Auswahl bestehender Technologien für die Rückgewinnung von SOC betrifft, so hat POLITO seine erste Aktivität zur Optimierung des Laborprozesses für die Rückgewinnung von Ni aus Ni-YSZ-Verbundwerkstoffen sowohl aus Schrott als auch aus EoL-Zellen abgeschlossen, die umgehend von Elcogen bereitgestellt wurden. Insbesondere wurden fünf Schritte identifiziert und für EoL-Zellen optimiert: Ablösung der Kathode, Mahlen der Anodenkomponenten und Extraktion des Ni-YSZ-Pulvers und anschließende hydrothermale Behandlung zusammen mit der selektiven Ni-Extraktion durch wässrige HNO3-Lösung, die im Batch-Verfahren durchgeführt wurde. In Vorbereitung auf den nächsten Schritt, die Konstruktion und den Bau der Pilotanlage, werden derzeit die Charakterisierung und Qualitätstests des im Labormaßstab gewonnenen YSZ-Pulvers sowie eine vorläufige Definition der zu verarbeitenden EoL-Zellen und -Abfälle durchgeführt, wobei das endgültige BEST4Hy-Ziel von mindestens 30 Gewichtsprozent an recycelten Materialien (YSZ) für die Herstellung neuer Zellen angestrebt wird.

Mit dem Fortschritt der gerade erwähnten Forschungsaktivitäten werden die Inventartabellen für die LCA- und LCC-Analyse von der Universität Ljubljana derzeit fertiggestellt. Die Analyse und der Start des LCA-Herstellungsmodells für beide Brennstoffzellentypen sowie die Bestandsaufnahme der bestehenden EoL-Technologien für die kritischen Zielrohstoffe schreiten voran. Als nächster Schritt ist die Berechnung des Umweltprofils der neuen EoL-Technologien vorgesehen. Außerdem ist für Juni ein spezieller LCA/LCC-Workshop in Zusammenarbeit mit dem Clean Hydrogen Partnership, der GFS und anderen Synergieprojekten wie eGHOST und SH2E geplant.

Zu diesem Zeitpunkt des Projekts beginnt eine neue einschlägige Phase zu regulatorischen Aspekten, Normung und strategischen Analysen für das Upscale von Recycling und den Rückbau von FCH-Technologien. RINA und ENVIPARK, die in diese Themen involviert sind, präsentieren den ersten Schritt zur EU/Extra-EU Regulierungsbewertung in Bezug auf die Behandlung von seltenen und nicht seltenen Materialien am Ende des Lebenszyklus, ausgehend von den Ergebnissen des Hytechcycling-Projekts, an dem BEST4Hy beteiligt ist.

Schlussendlich gibt ENVIPARK einen Überblick über den Kommunikations- und Verbreitungsplan, der in den letzten Monaten festgelegt wurde, und hebt einige interessante Projektaktivitäten hervor, die BEST4Hy nach außen dargestellt haben, wie die Auszeichnung als „Beste Erfolgsgeschichte“ auf der Europäischen Wasserstoffwoche 2021 und der erste Projektworkshop, der im Februar für italienische Interessenvertreter organisiert wurde. Wichtige Kommunikationsaktivitäten, die für das kommende Jahr geplant sind, sind die Teilnahme an relevanten internationalen Konferenzen, die Erstellung von wissenschaftlichen Artikeln und die Herausgabe des offiziellen BEST4Hy-Newsletters, um die Follower über die Projektergebnisse, Workshops und Möglichkeiten zur Einbindung verschiedener Interessengruppen auf dem Laufenden zu halten.