Immer mehr E-Autos, E-Bikes und Co. werden verkauft, weshalb immer mehr Elektromotoren produziert werden. Ein Bauteil dieser Motoren sind Magnete. Haben die Magnete ausgedient, gibt es derzeit noch kein optimales Recycling für sie. Ein Projektteam des Fraunhofer IWKS hat eine Lösung für das Problem mit den Altmagneten gefunden.
Magnetrecycling im großen Stil: Das ist das Ziel von "Funktionelles Magnetrecycling für nachhaltige E-Mobilität" - kurz: FUNMAG. Ins Leben gerufen wurde das Projekt von Wissenschaftlern des Fraunhofer IWKS, die unter anderem zeigen wollen, dass sich das Recycling von Magneten auch auf kommerzieller Ebene lohnen kann. Unterstützt mit Fördermitteln der Hessen Agentur wollen die Forscher außerdem beweisen, dass mit Altmagneten ausgestattete E-Motoren genauso leistungsfähig sind wie ihre mit Neumagneten ausgestatteten Pendants.
Hintergrund des Projekts ist die Tatsache, dass viele Magnete trotz hoher Kosten und oftmals umstrittener Produktionsumstände nach ihrer Nutzungszeit in Batterien und Co. im Müll landen. In der Regel werden sie zusammen mit Stahlschrott eingeschmolzen. Und das, obwohl es den Forschern von FUNMAG zufolge längst effiziente Methoden für das Magnet-Recycling gibt. Diese wollen sie im Rahmen des Projekts in die Praxis umsetzen und weiterentwickeln.
Laut den Wissenschaftlern hat das Recycling ökonomische und ökologische Vorteile: Beispielsweise sei beim Recycling kein energieintensives Schmelzen der Altmagnete bei ca. 1.400 Grad Celsius nötig. Darüber hinaus sinke der Bedarf an Ausgangsmaterialien wie seltenen Erden, deren Abbau häufig zu Umweltschäden führt.
Vor Projektbeginn legten sich die Wissenschaftler ein E-Bike, einen E-Scooter sowie ein Hoverboard zu. „Bei allen neuen Fahrzeugen haben wir zunächst ausführlich den Motor charakterisiert, um relevante Kennwerte zu erhalten, mit denen wir dann später die Leistung der Motoren mit den recycelten Magneten vergleichen können“, erklärt Projektleiter Konrad Opelt.
Da die Experimente der Forscher die Methoden in der praktischen Anwendung testen sollten, sei es wichtig gewesen, realistische Fallbeispiele abzubilden, so Opelt. „Wenn sich ein Schrotthändler dazu entschließt, die Magnete aus seinen deponierten Altmotoren zu separieren, wird das in der Regel ein bunter Blumenstrauß von unterschiedlichsten Magneten sein, deren genaue Eigenschaften niemand kennt“, erläutert der Projektleiter. Ziel des Projektteams sei es gewesen, zu zeigen, dass der Recyclingprozess "auch mit undefiniertem Ausgangsmaterial, dieser Unbekannten im Prozess" umgehen könne.
Leider gibt es auch einen kleinen Haken: Es ließe sich kaum verhindern, dass die Magnete während des Recyclingprozesses etwas Sauerstoff aufnähmen, erklärt Opelt. Dies führe zu leichten Qualitätseinbußen. "Hier können wir aber gezielt entgegensteuern, indem wir beispielsweise zehn bis 20 Prozent neues Material hinzugeben oder die Mikrostruktur der Magnete noch weiter bearbeiten", so der Projektleiter weiter.
Aktuell optimieren die Forscher noch den Aufbereitungsprozess, der im Rahmen des Recyclingvorgangs stattfindet. Der Projektleiter ist optimistisch: Seiner Meinung nach könnten die recycelten Altmagnete schon in naher Zukunft in Elektromotoren eingesetzt werden. Im nächsten Schritt des Projekts wollen die Forscher ein Eigenschafts-Portfolio erstellen, das potenziellen Anwendern Handlungsempfehlungen zur Verfügung stellt. Der Recyclingprozess soll sich dann je nach den benötigten Zieleigenschaften abwandeln lassen.
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