Der HPB Feststoffakku –
unser Beitrag zur Energiewende

Wir entwickeln Feststoffakkus, die das Prädikat „nachhaltig" tatsächlich verdienen: extrem langlebig und mit einer einzigartigen Merkmalskombination. Nicht brennbar, schnellladefähig und mit einer bis zu 50 % besseren Umweltbilanz als herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien. Und das zu wettbewerbsfähigen Herstellungskosten.

Dreh- und Angelpunkt der Nachhaltigkeit von Akkus ist die Batteriealterung. Spätestens nach wenigen tausend Ladezyklen muss ein herkömmlicher Akku durch einen neuen ersetzt werden, dessen Produktion wiederum Energie und Ressourcen verbraucht.

Batteriealterung ist nicht nur die Wurzel der Kurzlebigkeit, sondern auch der Überdimensionierung herkömmlicher Batterien, die auf diese Weise – zumindest partiell – schnellladefähig gemacht werden.

Die zufällige Entdeckung einer neuen Grundlagentechnologie

Unser eigentliches Forschungsziel war, die Alterung von Batterien an der chemischen Wurzel zu lösen. Mit der Lösung sind wir dann „zufällig“ über die Entdeckung des HPB Festionenleiters „gestolpert“. Unser Penicillin-Moment.
 
Dieser weltweit einzigartige Elektrolyt bringt eine extreme Langlebigkeit und weitere überragende Eigenschaften mit sich, was in seiner anorganischen Chemie begründet liegt. Bisher wurden schon über 12,500 volle Ladezyklen absolviert und das bei stündlichem Laden und Entladen, von 0 bis 100 % Ladezustand. Der HPB Feststoffakku ist damit ca. 10x langlebiger als herkömmliche Batterien unter vergleichbaren Bedingungen. Die Einbettung des HPB Festionenleiters in ein vollwertiges Zellsystem führte letztlich zur Erfindung des HPB Feststoffakkus.

_{Bild: Zyklenmessungen von HPB Testzellen bei stündlichem Laden und Entladen
von 0-100% Ladezustand, durchgeführt bei Raumtemperatur}

Der Umstieg von fossilen auf erneuerbare Energiequellen, von einer zentralen zu einer dezentralen Energieversorgung, von Verbrennungs- zu Elektromotoren ist eine der größten Herausforderungen unserer Zeit.

Batteriespeicher gelten als zentrales Element für das Gelingen der Energiewende.

Dabei muss im Blick behalten werden, dass auch Batterien Energie und Rohstoffe verbrauchen – bei heutiger Technologie in ganz erheblichem Ausmaß.

Der absehbare Bedarf an Lithium-Ionen-Batterien ist gigantisch und birgt das Risiko, ein Nachhaltigkeitsproblem durch ein anderes zu ersetzen. Denn jede neue Batterie heißt auch: Lithium-Abbau, CO₂-Ausstoß und irgendwann Sondermüll.

Es stellt sich also die Frage, welche Technologie wir skalieren möchten.

Der Schlüssel ist Langlebigkeit in Kombination mit besseren Eigenschaften

Wir als HPB sind stolz, mit unserer HPB Batterietechnologie eine Lösung bieten zu können, die sicherer, langlebiger und grüner als herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien ist.

Die Methode der Ökobilanzierung ist eine wichtige Grundlage für umfassende und zugleich transparente Nachhaltigkeitsbewertungen. Sie analysiert sämtliche Stoff- und Energieströme, die mit der Herstellung, Nutzung und Entsorgung eines Produkts einhergehen – über dessen gesamten Lebenszyklus hinweg. So werden auch Rohstoffbedarfe und Umweltfolgen transparent und quantifizierbar, die auf den ersten Blick leicht übersehen werden. 

Bis zu 50 % bessere Umweltbilanz

Ökobilanzen von unabhängiger Seite zeigen, dass der HPB Feststoffakku bis zu 50 % weniger Klimagasemissionen verursacht als herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien.

Verantwortung verpflichtet

Als Unternehmen nutzen wir zudem unseren Einfluss auf eine umweltgerechte Produktion, indem wir unsere Lizenznehmer zu einer Ökobilanzierung auf Zellebene verpflichten.

Die Batteriealterung hat auch eine wichtige ökonomische Konsequenz. Ein günstiger Speicherpreis in Euro pro kWh Kapazität kann in die Irre führen: Entscheidend ist der Preis des Batteriespeichers insgesamt, der für eine bestimmte Nutzung benötigt wird.

Vergleicht man einen herkömmlichen Akku mit einem technologisch fortschrittlichen, echt schnellladefähigen Speicher, so muss ersterer für denselben Nutzungskomfort deutlich größer dimensioniert werden als letzterer.

Schon bei der Anschaffung wettbewerbsfähig

Ein herkömmlicher Akku mag auf die kWh bezogen günstiger erscheinen – bezogen auf die tatsächlich nötige Speichergröße allerdings ist der HPB Feststoffakku aufgrund der geringeren Menge benötigter kWh schon bei den Anschaffungskosten wettbewerbsfähig. Hinzu kommt der ökonomische Vorteil, den die Langlebigkeit des Batteriespeichers bereits für sich genommen mit sich bringt.

Wir entwickeln unseren HPB Feststoffakku stetig weiter, damit dieser möglichst lange hält. Wenn es zum Recycling kommt, kann er durch die einfache Abtrennbarkeit der werttragenden Komponenten Edelstahl (Gehäuse) und Nickel (Ableiter) sowie der Aktivmassen punkten.

Externe Evaluierung der Nachhaltigkeit des Recyclings

HPB kooperiert mit cylib, einem Start-up-Unternehmen für ganzheitliches und innovatives Batterierecycling. 

Um eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft zu schaffen, bietet die cylib-eigene Deep-Tech- und End-to-End-Recyclingtechnologie eine effiziente ressourcen- und klimafreundliche Rückgewinnung aller Batterierohstoffe, einschließlich Lithium, Graphit und Nickel aus Batteriepacks oder Produktionsabfällen. Recycelte Materialien sollten im Ergebnis einen geringeren ökologischen Fußabdruck als neue Rohmaterialien haben. Das cylib-Verfahren vergrößert diesen Vorteil durch eine zum Patent angemeldete CO₂-effiziente Technologie.

Mit dem cylib-Verfahren möchte HPB die einfache Recyclierbarkeit des HPB Feststoffakkus durch innovative und klimafreundliche Recyclingverfahren bis hin zur pyro- und hydrometallurgischen Gewinnung von Rohstoffen verbessern. Dies ermöglicht eine noch nachhaltigere Überführung von Abfällen aus Altbatterien oder Produktionsschrott in marktfähige Produkte. Da der gesamte Prozess in einer Hand liegt, ist auch die Verarbeitung von Produktionsabfällen sowie von Schwarzmasse möglich.