Recycling von Katalysatoren ist das, was wir jetzt brauchen.
Brennstoffzellenfahrzeuge erzeugen den elektrischen Strom, den sie benötigen. Das Betanken mit Wasserstoff erfolgt schnell, genau wie das Betanken herkömmlicher Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor.
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Industrieanzeiger, 22. Juni 2021
Die Entwicklung von Katalysatormembranen durch TANAKA kann die Haltbarkeit von Elektrolytmembranen in Wasserstoffbrennstoffzellen vervierfachen. Die Edelmetalle der Gruppe werden auch in Abgas-Reinigungskatalysatoren verwendet. Durch das Anstreben nach größerer Nachhaltigkeit hat TANA bereits 25 % bis 30 % seines benötigten Platins und anderer Edelmetalle durch das Recycling von Katalysatoren bezogen. Die Ziele für die nächsten Jahre sind klar definiert, und die Recyclingrate wird voraussichtlich steigen. - Text: Bernd Müller, freiberuflicher technischer Autor, wohnhaft in Meckenheim bei Bonn
Eine nachhaltige Zukunft kann sich nicht ohne Katalysatoren vorstellen. Die Wasserstoffwirtschaft, die in dieser Hinsicht eine bedeutende Rolle spielen soll, kann ebenfalls nicht ohne Katalysatoren realisiert werden. Wie bekannt ist, wandeln Brennstoffzellen Wasserstoff in elektrische Energie um. Bei diesem Prozess wird Wasserstoff mit Sauerstoff aus der Luft verbrannt, um Wasser zu erzeugen. Dies erzeugt Energie, die dann an Elektromotoren geliefert wird, um Fahrzeuge anzutreiben. Die chemischen Reaktionen finden auf Membranen statt, die mit Katalysatoren beschichtet sind. Obwohl in den letzten Jahren erhebliche Fortschritte erzielt wurden, gibt es immer noch Herausforderungen, die überwunden werden müssen. Eine davon ist die Haltbarkeit der Elektrolytmembranen, die in Brennstoffzellen mit polymeren Elektrolytmembranen verwendet werden.
"Reduzieren" Sie die Ursachen der Verschlechterung und "verbessern" Sie die Haltbarkeit.
TANAKA hat dieses Problem mit einem Katalysator aus Platin-Kobalt-Legierung für Kohlenstoffkatalysatoren/Nanopartikel angegangen, der weniger Edelmetalle verwendet und die Erzeugung von Wasserstoffperoxid, das die Degradation von Elektrolytmembranen verursachen kann, um die Hälfte reduziert. Durch die Verwendung dieses Katalysators in Brennstoffzellen kann die Haltbarkeit der Elektrolytmembranen auf mehr als das Vierfache derjenigen erhöht werden, die kommerziell erhältliche Platin-Wasserstoffelektrodenkatalysatoren verwenden.
Honda hat beschlossen, den Katalysator von TANAKA für sein Brennstoffzellenfahrzeug CLARITY zu übernehmen, nachdem die Leistung und Haltbarkeit bewertet wurden.
Toru Shoji, Managing Executive Officer, Direktor, Präsident der New Business Company von TANAKA PRECIOUS METAL TECHNOLOGIES Co., Ltd. zum Zeitpunkt des Interviews, erklärte: "Wir haben bereits 30 Millionen Euro investiert, um die Forschung und Entwicklung im Zusammenhang mit diesem neuen Katalysator zu beschleunigen" und hat seine Produktions- und Versandgebäude mit einer Grundstücksfläche von 3.000 m² erweitert und seine Produktionskapazität verzehnfacht.
In die Zukunft
Der Edelmetallspezialist stellt nicht nur Katalysatoren her, sondern fungiert auch als Entwicklungspartner für mehrere Unternehmen. Das Unternehmen sieht großes Potenzial in Deutschland und Europa im Besonderen.
"Wir wollen Unternehmen in der Katalysatorentwicklungsphase unterstützen," sagt Ken Yuasa, Geschäftsführer von TANAKA International (Europe) GmbH.
Um das Potenzial und die Perspektiven von Brennstoffzellen und einer Wasserstoffgesellschaft zu demonstrieren, hat TANAKA eine neue Initiative ins Leben gerufen, um die Forschung und Entwicklung in der Wasser-Elektrolyse zu fördern. Um Wasserstoff zu produzieren, wird das Gegenteil einer Brennstoffzelle benötigt: ein Elektrolyseur. Ein Elektrolyseur spaltet Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff und arbeitet in genau die entgegengesetzte Richtung wie eine Brennstoffzelle. Die Wasser-Elektrolyse erfolgt unter Verwendung einer katalysatorbeschichteten Membran (CCM). Im Rahmen dieser neuen Initiative hat das Unternehmen begonnen, Proben von CCM zur Bewertung von Wasser-Elektrolyse-Elektrodenkatalysatoren bereitzustellen.
Die Abgasreinigung wird weiterhin ein Thema sein.
Sicherlich sind Elektrofahrzeuge und Brennstoffzellenfahrzeuge die, die die Zukunft repräsentieren. Allerdings werden Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren noch mindestens die nächsten zehn Jahre hergestellt – viele von ihnen als Hybridfahrzeuge – sodass die Abgasreinigung ein Thema bleiben wird, insbesondere in diesem Land (Deutschland), wo die Vorschriften zunehmend strenger werden.
Infolgedessen steigt die Nachfrage nach Platin, Palladium und Rhodium, den Edelmetallen, die in Katalysatoren verwendet werden, exponentiell. Das liegt daran, dass es keine Ersatzstoffe für diese Materialien gibt. Infolgedessen gab es wiederholt intensive Preisschwankungen bei Rohstofftransaktionen. Insbesondere für Platin und Palladium gibt es Märkte, in denen die Preise teilweise von Spekulanten bestimmt werden, die Derivate handeln. Das ist ein Problem für die Hersteller, aber damit hört es nicht auf; es kann alle Beteiligten irritieren und zu Angebotsengpässen führen. Dies könnte kritisch sein, da es ein Faktor sein kann, der den Übergang zu nachhaltigen Technologien verzögert.
TANAKA recycelt die in Katalysatoren enthaltenen Edelmetalle und deckt heute 25 bis 30 % der benötigten Menge ab.
Das Recycling von Katalysatoren zieht Aufmerksamkeit auf sich.
Eine Möglichkeit, mit starken Preisschwankungen umzugehen, ist das Recycling. TANAKA ist bereits seit den späten 1980er Jahren in das Recyclinggeschäft für Abgasreinigungskatalysatoren im Automobilsektor eingestiegen. Das Unternehmen begann dieses Geschäft etwa zu der Zeit, als das erste Auto, das mit einem Katalysator ausgestattet war, das Ende seiner Lebensdauer erreichte.
Theoretisch ist es möglich, alle verwendeten Edelmetalle durch das Recycling von Katalysatoren zurückzugewinnen. Dies liegt daran, dass Katalysatoren chemische Reaktionen beschleunigen, aber dabei nicht verbraucht werden. Die Verarbeitung der drei oben genannten Edelmetalle ist teurer als die von Gold und Silber, da sie nur in sehr geringen Mengen in Katalysatoren vorhanden sind. In diesen Rückgewinnungsprozessen werden die zerkleinerten Materialien geschmolzen, und dann werden die Edelmetalle auf Kupfer-Rückgewinnungsagenten adsorbiert, von denen das Kupfer wieder entfernt wird.
TANAKA beschafft derzeit 25 % bis 30 % der benötigten Menge durch die Rückgewinnung von Katalysatoren. Dieses Verhältnis soll in den nächsten Jahren erhöht werden, und das Unternehmen hält 40 % bis 50 % für eine realistische Zahl. "Ursprünglich haben wir das Recyclinggeschäft gestartet, um nicht von Preisschwankungen auf dem Markt betroffen zu sein—" sagte Andrew Farry, Manager der Business Strategy Division von TANAKA. "Heute zeigt dies nicht nur, dass wir Technologien entwickeln, die eine Verschwendung von Ressourcen verhindern, sondern auch, dass wir dieses Geschäft nachhaltig betreiben."
Kontakt
TTanaka Kikinzoku International (Europe) GmbH
Kirchnerstr. 6
60311 Frankfurt/M.
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