Ein neues Projekt sieht vor, die europäische Elektrofahrzeugindustrie unabhängiger von Aluminiumimporten zu machen

Aluminium ist ein wesentliches Metall für die Herstellung von Elektroautos in der EU. Ein neues Projekt verspricht nun, diesen Sektor durch eine Kreislaufwirtschaft sauber und kostengünstig zu halten. Lassen Sie uns herausfinden, wie.

Aluminium in der Produktion von Elektrofahrzeugen

Im letzten Jahr hat der Markt für Elektrofahrzeuge ein erhebliches Wachstum erlebt, das im Moment keine Anzeichen einer Verlangsamung zu zeigen scheint. Allein im ersten Quartal 2022 wurden weltweit zwei Millionen Elektroautos verkauft, 35 % mehr als im Vorjahr, trotz der Schwierigkeiten in den Lieferketten.

Die Umstellung von Verbrennungsmotoren auf Elektrofahrzeuge ist vielleicht eine der wichtigsten Innovationen im Kampf gegen den Klimawandel. Allerdings benötigen Elektroautos auch andere Rohstoffe und spezielle Legierungen, die Diesel- und Benzinfahrzeuge nicht benötigen.

Aufgrund der aktuellen geopolitischen Lage plant der europäische Gesetzgeber nun, die lokale Rohstoffgewinnung innerhalb der nächsten Jahre wieder aufzunehmen – im Falle von Magnesium bereits ab 2025. Aber auch eine Steigerung der Primärproduktion und des Abbaus könnte für einen drastischen Anstieg sorgen an CO2-Emissionen und sabotiert Europas Plan, bis 2050 CO2-neutral zu werden.

Das Projekt SALEMA: die Lösung für Aluminium in der Produktion von Elektrofahrzeugen

Eine Lösung für dieses Problem könnte nun von SALEMA (salemaproject.eu), einem von der Europäischen Union geförderten Forschungsprojekt, kommen. Durch diese im Mai 2021 gestartete Initiative haben sich 16 Partner in sechs europäischen Ländern zusammengeschlossen, um den Elektrofahrzeugsektor umweltfreundlicher zu machen und gleichzeitig die Abhängigkeit der EU von Rohstoffimporten zu verringern. Das Projekt hat eine Laufzeit von drei Jahren und wird an sechs verschiedenen Demonstrationsstandorten entwickelt.

Aluminium ist für zukünftige Elektroautos unverzichtbar, vor allem wegen seiner Haupteigenschaft: Leichtigkeit. Das Batteriegewicht ist eines der Hauptprobleme moderner Elektrofahrzeuge. Ein leichterer Aluminiumrahmen macht dies weniger kritisch und verleiht dem Auto eine größere Reichweite. Aus diesen Gründen ist Aluminium bei der Produktion von Elektrofahrzeugen besonders wichtig geworden, obwohl seine Verwendung in Autos nicht neu ist. Etwa 15 % der Karosserie eines Autos mit Verbrennungsmotor besteht aus Aluminium. Bei Elektrofahrzeugen liegt dieser Prozentsatz jedoch über 50 %. Dies ist eine der Eigenschaften, die Elektrofahrzeuge für die Zukunft des Verkehrs grundlegend machen. Bei Autos, die mit herkömmlichem Verbrennungsmotor betrieben werden, wird Aluminium hauptsächlich im Motor verwendet, während es bei Elektrofahrzeugen im Fahrgestell selbst verwendet wird, was auch eine bessere Stoßdämpfung ermöglicht. Aluminium hat auch eine hohe Wärmeleitfähigkeit, was die Wärmeableitung aus der Batterie erleichtert. In der Praxis ermöglicht es sowohl eine Erhöhung der Reichweite des Autos als auch die Sicherheit des Fahrers.

Aluminium ist eine der vielseitigsten Ressourcen auf dem Markt, so dass 75 % des gesamten in der Geschichte dieser Industrie produzierten Aluminiums immer noch in der einen oder anderen Form im Umlauf sind. Bisher wird recyceltes Aluminium jedoch hauptsächlich für Anwendungen verwendet, die keine mechanische Bearbeitung erfordern.

Neue Automobilanwendungen für recyceltes Aluminium

Aluminium wurde schon immer recycelt, aber hauptsächlich zur Herstellung von Komponenten mit geringer Qualität, wie z. B. mittleren mechanischen Anforderungen und Gussteilen. Jetzt entwerfen und entwickeln sie Legierungen für Form-, Strangpress- und Druckguss, die bisher ausschließlich mit Primäraluminium hergestellt werden mussten. Auf diese Weise können Sie mit zuvor unmöglichen Anwendungen arbeiten.

Konkret wird SALEMA das Potenzial dieser neuen Legierungen in der Produktion von Elektrofahrzeugen anhand von fünf Fallstudien anhand verschiedener Aluminiumkomponenten demonstrieren:

• Der Stoßdämpferturm;
• Der vordere Rahmen;
• Die B-Säulen;
• Das Batteriefach;
• Die Rohkarosserie (die vor der Lackierung zusammengebauten Außenteile des Fahrzeugs).

Auch die Grundlagenforschung zur Entwicklung teilrecycelter Legierungen wird den Aluminiumherstellern helfen, ihre Prozesse an die notwendigen Veränderungen anzupassen. Dazu gehören auch Druckguss- und Stanzverfahren. Auch diese neu entwickelten Legierungen werden rohstoffarm und damit ressourcenschonend hergestellt. Darüber hinaus ermöglicht die oben erwähnte Langlebigkeit von Aluminium auch die Wiederverwendung von Magnesium und Silizium.

SALEMA setzt auf zwei verschiedene Lösungen für den Ersatz dieser Elemente: Die eine besteht darin, Abfallaluminium zu recyceln und die bereits darin enthaltenen Rohstoffe zu extrahieren. Bei der zweiten Methode werden sie stattdessen durch andere unkritische Elemente wie Eisen und Mangan ersetzt. Es gibt Eisenbasislegierungen mit Mangan, die hervorragende mechanische Eigenschaften aufweisen.

In den nächsten drei Jahren werden die neuen SALEMA-Legierungen in den fünf bereits erwähnten Fallstudien auf den Prüfstand gestellt und hinsichtlich ihrer Leistung bewertet, mit dem Ziel, die vielversprechendsten Verfahren zu identifizieren, um ihre Marktakzeptanz zu beschleunigen. Bei Erfolg könnte dieses auf Aluminium für den Automobilsektor angewendete Kreislaufwirtschaftsmodell zu einer neuen Ära der nachhaltigen Produktion führen. Die Vorteile würden möglicherweise auch über die Elektroautoindustrie hinausgehen. Neben der Luftfahrt, dem Schienenverkehr und der Verpackung ist eine weitere zukunftsträchtige Branche tatsächlich die Baubranche. Im Zusammenspiel mit anderen klassischen Materialien wie Glas garantiert Aluminium weitere Stabilität, Langlebigkeit und generell mehr Sicherheit.

Ein Projekt wie SALEMA bestätigt, wie neue Herausforderungen selbst in scheinbar etablierten Branchen Innovationen hervorbringen können. Die Verformbarkeit von Aluminium war bereits seit Jahrhunderten bekannt, doch dank moderner industrieller Erkenntnisse beschleunigt sie nun die Entwicklung neuer kohlenstoffarmer Technologien mit daraus resultierenden Vorteilen für Wirtschaft und Umwelt.

Quelle: A&L Aluminium Alloys Pressure Diecasting Foundry Tecniques