PowerNIB und ReLIBScale – Neue Impulse für Natrium Ionen Batterien und Batterie-Recycling im Rahmen der Hightech Agenda

Mit der zunehmenden Verbreitung elektrisch betriebener Fahrzeuge und dem Einsatz von Batterien als stationären Energiespeichern als Schlüsselkomponente für die Flexibilisierung des Strommarktes und die Energieversorgung der Zukunft wird die Batterieforschung immer wichtiger für die Wettbewerbsfähigkeit und die technologische Souveränität Deutschlands. Neben der effizienten Herstellung leistungsfähiger Batterien wird in Deutschland hierbei besonderer Wert auf Recycling- und Nachhaltigkeitsaspekte gelegt – ein Beitrag sowohl zum Hebel Ressourcensouveränität als auch zur Schlüsseltechnologie Mobilität der Hightech Agenda Deutschland. 

Die im Rahmen des 8. Energieforschungsprogramms vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE) geförderten Projekte PowerNIB und ReLIBScale tragen hierzu durch die Industrialisierung von High-Power-Batterien und die Entwicklung nachhaltiger Recyclingprozesse von Kathodenmaterial bei.

Das Projekt PowerNIB verfolgt das Ziel, die Industrialisierung von High‑Power‑Natrium‑Ionen‑Batterien durch die Entwicklung nachhaltiger und skalierbarer Herstellungsprozesse – von der Materialsynthese über die Elektroden‑ und Zellfertigung bis hin zu Bau und Erprobung eines Demonstrations‑Stationärspeichers in realen Anwendungsumgebungen – voranzutreiben. So soll ein Speicher entstehen, der nicht nur schnelle Lade‑ und Entladezyklen sowie bidirektionales Laden ermöglicht, sondern auch zu einem resilienten Energiesystem beiträgt, das eine bezahlbare und zuverlässige Stromversorgung gewährleistet. Mit der Natrium-Ionen Technologie setzt PowerNIB auf reichlich verfügbare Rohstoffe mit einem geringen CO₂-Fußabdruck. Dadurch werden Abhängigkeiten von kritischen Metallen reduziert, Kostenrisiken minimiert und die Versorgungssicherheit gestärkt.

Im Projekt ReLIBScale sollen Prozesse zur Rückgewinnung von Lithium aus gebrauchten Lithium-Eisen-Phosphat-(LFP)-haltigen Batterien und für das direkte Recycling von Lithium-Nickel-Mangan-Cobalt-(NMC)-haltigen Produktionsausschüssen von Giga‑Factories entwickelt und skaliert werden. Für das LFP-Recycling wird dabei insbesondere ein mechanisch-thermischer Prozess zur Lithiumrückgewinnung weiterentwickelt und in den industriellen Maßstab überführt. LFP-Kathoden werden wegen ihrer Sicherheit zunehmend in Lithium-Ionen-Batterien eingesetzt, stellen jedoch wegen ihres geringen Materialwerts eine Herausforderung für den Recyclingprozess dar. Das direkte Recycling bietet eine vielversprechende Lösung für die Aufbereitung von Produktionsausschüssen: Anstatt die Kathodenmaterialen in Metallsalze umzuwandeln, aus denen erst wieder neue Kathoden hergestellt werden müssen, werden sie separiert und bleiben so in ihrer ursprünglichen Struktur erhalten. Dadurch können sie direkt wiederverwendet und in neuen Batterien eingesetzt werden. Dieses Verfahren ist effizient und energiesparend und soll in dem Projekt für den großskaligen Einsatz weiterentwickelt werden. 

Beide Vorhaben ergänzen sich in ihrer Ausrichtung: Während ReLIBScale die Rückgewinnung kritischer Rohstoffe aus bereits vorhandenen Batterien sicherstellt, schafft PowerNIB die Grundlage für neue, nachhaltige Speicherlösungen, die die Flexibilisierung des Strommarktes ermöglichen. Durch die enge Zusammenarbeit von Forschungseinrichtungen, Industriepartnern und die Förderung durch das BMWE wird nicht nur die technologische Souveränität Deutschlands gestärkt, sondern auch ein wesentlicher Beitrag zur Gestaltung eines klimaneutralen, effizienten und resilienten Energiesystems geleistet. 

Bedeutung für die Hightech Agenda Deutschland (HTAD)

Mit ihren signifikanten Beiträgen zu Batterieforschung und Materialrecycling stärken die vorgestellten Förderprojekte den HTAD-Hebel zur Versorgung mit kritischen Rohstoffen und tragen maßgeblich zu Innovationen und neuen Technologien für die Energiewende bei – eines der Ziele der Schlüsseltechnologie „Fusion und klimaneutrale Energieerzeugung“ der HTAD. Die Ergebnisse aus den laufenden Versuchen, Pilotanlagen und Laborstudien sollen kontinuierlich in die HTAD‑Strategie einfließen und als Best‑Practice‑Beispiele für weitere Förderprogramme dienen. 

Weitere Informationen zu den Projekten finden Sie auf den jeweiligen Projektseiten des Informationssystems EnArgus zu ReLIBScale und PowerNIB des 8. Energieforschungsprogramms des BMWE. EnArgus informiert über laufende und abgeschlossene Forschungsvorhaben in der Bundesrepublik Deutschland zum Thema Energieforschung.  Alle Informationen zur Projektförderung des Bundeswirtschaftsministeriums im Energieforschungsprogramm finden Sie auf energieforschung.de.