GABRIELA - Ganzheitliche Bearbeitung von Kunststoffrecyclingpfaden für ressourceneffiziente und kreislauffähige Leichtbau-Batteriegehäuse; Verbundprojekt im Rahmen des Technologietransferprogramm-Leichtbau

Abstract

Durch Zunahme der Werkstoffvielfalt in Leichtbauanwendungen der Elektromobilität werden auch die Recyclingrouten komplexer und damit das Recycling erschwert. So wird die Grenze der Recyclingfähigkeit von thermoplastischen Kunststoffen bei etwa 15-20 % Rezyklatanteil in Großserienanwendungen für den Fahrzeugbau gesehen. Um dieses Hemmnis zu überwinden, untersuchte das Projekt „Ganzheitliche Bearbeitung von Kunststoffrecyclingpfaden für ressourceneffiziente und kreislauffähige Leichtbau-Batteriegehäuse“ (Gabriela) Recyclingpfade für anspruchsvolle technische Kunststoffe. Ziel des Projekts war die Entwicklung angepasster Closed-Loop-Recyclingstrategien für diese Kunststoffe, um sie mit hohen Rezyklatanteilen in sicherheitsrelevanten Automobilbauteilen wieder einzusetzen. Im Fokus stand dabei das Hochvolt-Batteriegehäuse „Pentatonic“ des Automobilzulieferers Kautex Textron. Als hochintegrative sicherheitsrelevante Struktur im Elektrofahrzeug sind hierbei höchste Crashanforderungen bei gleichzeitig geringen Bauteiltoleranzen sicherzustellen. Um das Recyclingpotenzial von strukturell relevanten Leichtbauteilen am Beispiel des Kunststoff-Batteriegehäuses umfassend zu untersuchen, wurden zwei Recyclingszenarien analysiert: das mechanische Recycling sowie das lösemittelbasierte Recycling. Ausgangspunkt war die Herstellung von mit bis zu 50 % Glasfasern verstärkten Batteriegehäusen jeweils aus Polypropylen oder Polyamid 6 für Elektrofahrzeuge im Großserienmaßstab mittels der zwei etablierten Kunststoff-Fertigungstechnologien Spritzguss und Fließpressen. Im Projekt wurde der komplette Lebenszyklus eines faserverstärkten Kunststoff-Batteriegehäuses von der Materialherstellung über die erstmalige Verarbeitung, die Alterung im Einsatz sowie die Wiederaufbereitung bis hin zum Wiedereinsatz im gleichen Bauteil untersucht. Das Projekt wurde durch ein interdisziplinäres Team aus 2 Unternehmen (Kautex, Vecoplan) und 4 Forschungseinrichtungen (TUD-ILK, IART, IVV, IWF) bearbeitet.