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Ausgewählte Ausgabe: 09-2017 Ansicht: Modernes Layout
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Recycling von Leistungselektronik aus Elektrofahrzeugen

Goldgrube Leistungselektronik

Die Leistungselektronik, die in Elektrofahrzeugen als wichtiges Bauteil für das Energiemanagement eingesetzt wird, transformiert die aus der Batterie kommende Energie und stellt diese dem Motor in der benötigten Form zur Verfügung. Sie hat aufgrund ihres Metallgehalts einen hohen Wert. Sie enthält zu rund 60 % Aluminium im Gehäuse sowie zu 12 % Kupfer in Kabeln und Platinen. Dazu in geringeren Mengen Edelmetalle wie Gold, Silber und Palladium, die in verschiedenen Bauteilen auf den Platinen vorkommen. Hochgerechnet auf eine Tonne Leistungselektronik ließen sich durch das gezielte Elektrorecycling schätzungsweise rund 7 g Gold, 23 g Silber, 1 g Palladium und 500 g Zinn mehr rückgewinnen als beim Recycling über den Autoshredder. Denn dieser arbeitet gröber, so dass diese Metalle als Stäube verloren gehen, wohingegen sich beim spezifischen Elektronikrecycling die Staubanteile deutlich reduzieren lassen.
Werden die Platinen mit den elektronischen Bauteilen der Leistungselektronik zusätzlich chemisch behandelt, können darüber hinaus Tantal und ein höherer Anteil des Zinns in den Platinen rückgewonnen werden. Dies hat jedoch einen hohen Behandlungsaufwand zur Folge und ist in der Gesamtbilanz mit keinen nennenswerten ökologischen Vorteilen verbunden. Es führt zudem zu Mehrkosten, die nicht durch den Erlös der rückgewonnenen Metalle gedeckt werden können.

Analyse der Leistungselektronik

Im Rahmen des Forschungsprojektes wurden Leistungselektronikeinheiten demontiert, um ihre stoffliche Zusammensetzung und den Demontageaufwand zu bestimmen. Die Untersuchungen haben gezeigt, dass eine manuelle Demontage prinzipiell möglich, aber zu zeitaufwendig für eine wirtschaftliche Umsetzung ist. Der Aufbau und die stoffliche Zusammensetzung der Einheiten sind ähnlich, allerdings variierten die Gewichte zwischen knapp 10 und gut 20 kg. Die größte Masse weist das Aluminiumgehäuse auf. Der Folienkondensator, welcher in einigen Leistungselektroniken zu finden ist, hat einen weiteren großen Gewichtsanteil und ist das größte Bauteil innerhalb der Leistungselektronik. Die wertvollen Metalle wie Gold, Silber und Palladium, sowie die Sondermetalle Zinn und Tantal finden sich in den 5 % der Platinen, wobei nur ein Teil Tantalkondensatoren enthält, und einige Hersteller auf diese vollständig verzichten. Die zuvor genannten Platinen wurden in einem separaten Schritt auf ihren Metallgehalt hin untersucht. Kupfer stellt dabei die Hauptfraktion dar, während Zinn im einstelligen Prozentbereich vorhanden ist. Das Hauptaugenmerk für das Recycling liegt aber auf den Edelmetallen Gold, Silber und Palladium, die nur in geringem Maß vorhanden sind.

Geöffnete Leistungselektronik eines VW e-up!.

Geöffnete Leistungselektronik eines VW e-up!.


Kombiniert man die durchschnittliche Zusammensetzung der Leistungselektronik mit dem durchschnittlichen Metallgehalt der Platinen, erhält man die durchschnittliche stoffliche Zusammensetzung der Leistungselektronik, auf deren Basis die ökologischen und ökonomischen Betrachtungen zur Rückgewinnung durchgeführt wurden.

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Autoren

Dr. Winfried Bulach

Öko-Institut e.V., Darmstadt,  
w.bulach@oeko.de

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