Elektrolyse in der Chlor-Alkali-Industrie
In der Chlor-Alkali-Industrie werden in Elektrolyseuren aus Sole unter Verwendung von Strom Chlor, Natronlauge und Wasserstoff hergestellt. Diese Chemikalien sind für Materialien des täglichen Lebens von entscheidender Bedeutung. Sie sind auch wichtige Komponenten für die Energiewende, beispielsweise für Rotorblätter von Windkraftanlagen, Batterien und Isoliermaterialien. Wichtige Komponenten von Elektrolyseuren erfordern seltene Metalle wie Iridium und Ruthenium für die im Prozess verwendeten Elektroden.
Aufgrund der steigenden Nachfrage nach Batterien und elektrischen Bauteilen sowie geopolitischer Entwicklungen steigen die Kosten für seltene Metalle, die zur Herstellung von Elektrolysezellen benötigt werden. Dieser Trend wird sich voraussichtlich fortsetzen und aufgrund des wachsenden Bedarfs an Elektrolyseuren für die Wasserelektrolyse zur Wasserstofferzeugung noch beschleunigen. Folglich steht die Chlor-Alkali-Industrie vor der Herausforderung, die begrenzten Edelmetallressourcen effizient zu nutzen.
Schaffung einer kreislauffähigen Wertschöpfungskette
Um dieser Herausforderung zu begegnen, haben Nobian und Asahi Kasei 2023 in Europa ein Pilotprojekt gestartet, das einen ersten Schritt zur Verwirklichung einer Kreislaufwirtschaft für Edelmetalle und andere Metalle darstellt. Während sich dieses Pilotprojekt auf die Wiederverwendung und Reduzierung bestehender Zellen konzentrierte, liegt der Schwerpunkt der neuen Initiative auf der Rückgewinnung von recycelten Metallen aus Elektroden, die das Ende ihrer Lebensdauer erreicht haben, und deren Aufbereitung zur Wiederverwendung als Rohstoffe für neue Elektroden.
Gemeinsam arbeiten Nobian und Asahi Kasei daran, ein Ökosystem innerhalb der Chlor-Alkali-Industrie zu schaffen, in dem begrenzte seltene und andere Metallressourcen so weit wie möglich im Kreislauf geführt werden, um eine stabile Versorgung mit Zellen und Elektroden für die Salzelektrolyse und letztlich eine stabile Versorgung der Welt mit lebenswichtiger Natronlauge und Chlor sicherzustellen.
Jacky Oonincx, Director Technology Chlor-Alkali & Chloromethanes bei Nobian: „Unsere Chloralkali-Elektrolysetechnologie verwendet seltene Metalle wie Ruthenium und Iridium. In Zusammenarbeit mit Asahi Kasei Corporation, einem unserer wichtigsten Elektrolyseuranbieter, entwickeln wir Methoden zur Rückgewinnung dieser Metalle aus Elektroden. Der größte Teil des Rutheniums und Iridiums kann zurückgewonnen und zusammen mit Titan und Nickel zur Herstellung neuer, recycelter Elektroden und Zellrahmen wiederverwendet werden, wodurch eine kreislauffähige Wertschöpfungskette entsteht."
Marco Waas, Chief Technology and Sustainability Officer bei Nobian: „Durch die Sicherung dieser kritischen Rohstoffe leisten wir einen Beitrag zum ‚Gesetz über kritische Rohstoffe‘ der EU, das vorschreibt, dass bis 2030 mindestens 25 % der strategischen Rohstoffe, darunter Iridium und Ruthenium, innerhalb der EU recycelt werden müssen. Diese Recycling-Initiative unterstützt Nobians Nachhaltigkeitsansatz ‚Grow Greener Together‘, indem sie unsere Umweltbelastung durch die Minimierung des Abbaus dieser wichtigen Materialien reduziert.“
Yoshifumi Kado, Senior General Manager der Abteilung für Ionenaustauschmembranen und Elektrolysesysteme bei Asahi Kasei: „Diese Initiative ist ein wichtiger Schritt nach vorne für die Chlor-Alkali-Industrie und unterstreicht unser Engagement für die Förderung von Lösungen für die Kreislaufwirtschaft. Durch die Bündelung des Know-hows von Asahi Kasei, Nobian, Furuya Metal und Mastermelt werden wir in der Lage sein, noch mehr Wert aus den wichtigen Edelmetallen der Elektrolysetechnologie zu schöpfen und gleichzeitig Nachhaltigkeitsziele in praktische, skalierbare Ergebnisse umzusetzen."
Weitere Teilnehmer und zukünftige Ziele der Recycling-Initiative
Neben Nobian und Asahi Kasei beteiligen sich auch Furuya Metal (Tokio, Japan) und Mastermelt (London, Großbritannien) an der Initiative. Furuya Metal ist auf seltene Metalle für industrielle Anwendungen spezialisiert und verfügt über ein integriertes Geschäft, das von der Raffination über die Herstellung und Verarbeitung bis hin zum Recycling reicht. Mastermelt ist führend im Recycling von Edelmetallen und verfügt über Fachwissen in der Rückgewinnung von Metallen aus industriellen Abfallströmen, Schmuck, Produktionsabfällen und Altprodukten.
In Zukunft soll das Recyclingprojekt die Kreislaufwirtschaft des Ökosystems verbessern und überwachen, die CO₂-Emissionen entlang der Lieferkette durch die Verwendung von recycelten Metallen in Zellen und Elektroden reduzieren und auf den Bereich der Wasserelektrolyse ausgeweitet werden.
