Forschungsprojekt DeMoBat
Wenn Roboter Batterien recyceln
Ausgediente Batterien von Elektroautos enthalten Rohstoffe, die weiterhin nutzbar sind. Um sie recyceln zu können, entwickelt ein Forschungsteam vom Zentrum für Digitalisierte Batteriezellenproduktion (ZDB) am Fraunhofer IPA eine Roboterzelle mit verschiedenen Werkzeugen. Sie soll alle nötigen Arbeitsschritte der Demontage ausführen können und sich für sämtliche Batterietypen eignen.
Im vergangenen Jahr waren in Deutschland rund 13 Prozent der Neufahrzeuge mit einem elektrischen Antrieb ausgestattet, teilweise in Kombination mit einem Verbrennungsmotor. Bis 2030 könnten weltweit fast 50 Millionen Elektroautos auf den Straßen unterwegs sein, so die Schätzungen.
Dies schafft ein Recycling-Problem und immer mehr Batterien müssen aufgearbeitet werden. Ein Team aus unterschiedlichen Instituten sucht deshalb nach einem Weg, dieser Flut Herr zu werden. Das Forschungsprojekt ‘Industrielle Demontage von Batterien’ (DeMoBat), koordiniert vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, soll eine universelle Lösung liefern, die sich für alle Arbeitsschritte und Batterietypen eignet. Der Thin[gk]athon, veranstaltet vom Smart Systems Hub, vereint kollaborative Intelligenz und Industrie-Expertise, um in einem dreitägigen Hackathon innovative Lösungsansätze für komplexe Fragestellungen zu generieren. ‣ weiterlesen
Innovationstreiber Thin[gk]athon: Kollaborative Intelligenz trifft auf Industrie-Expertise
Sortenreine Demontage
Die Bestandteile einer Batteriezelle sollen sortenrein demontiert und anschließend geprüft werden, ob sie noch gut genug sind für eine direkte Wiederverwendung. So sollen dereinst Second-Life-Batterien aus genutzten Komponenten entstehen. Wenn sich die gebrauchten Komponenten dafür nicht mehr eignen, sollen wenigstens ihre chemischen Bestandteile aufbereitet werden. Denn ausgediente Batterien enthalten weiterhin nutzbare Rohstoffe wie Nickel, Kobalt, Mangan oder Lithium. Um an sie heranzukommen, muss das Bauteil zunächst auseinandergenommen werden.
Diese Aufgabe soll ein Industrieroboter übernehmen. Das ist umso schwieriger, da Autobatterien nicht genormt sind. In verschiedenen Automarken, sogar in verschiedenen Modellen, stecken jeweils andere Stromspeicher. Deshalb muss das Demontagesystem flexibel sein.
Künstliche Intelligenz hilft
Als Arbeitsplatte dient ein zwei mal drei Meter großer Tisch mit einem flexiblen Spannsystem, das Akkus fest greifen kann. Dort öffnet der Roboter zunächst den Deckel, dabei hilft intelligente Bildverarbeitung. Da aber nach etwa zehn Jahren bei Wind und Wetter Schrauben korrodieren lassens ie sich nicht mehr ohn weiteres lösen. Durch maschinelles Lernen kann der Roboter erkennen, ob er statt zu einem Schraubendreher zu einer Fräse greifen muss.
Für das Roboter-System mussten teils auch neue Werkzeuge entwickelt werden. So dient eine Art Dosenöffner dazu, Dichtungen zu lösen. Und für das Herausheben der einzelnen verklebten Batteriezellen, haben die beteiligten Fachleute eine Art Mini-Wagenheber entwickelt.
Das Forschungsprojekt DeMoBat, das insgesamt drei Jahre läuft, hat gerade Halbzeit. Bereits in diesem Herbst soll ein erster Demonstrator zu sehen sein.
