Roboter recycelt Batterien
Im Projekt „DeMoBat“ entwickelt ein Forschungsteam vom Fraunhofer IPA einen Industrieroboter, der die Bestandteile ausgedienter Batterien von Elektroautos sortenrein demontiert. Dazu muss er zunächst einmal das Gehäuse aufschrauben.
Batterien enthalten bekanntlich viele weiterhin nutzbare Rohstoffe wie Nickel, Kobalt, Mangan oder Lithium. Um an sie heranzukommen, muss man das Bauteil erst auseinandernehmen: Leitungen, Kabel, Stecker, Dichtungen, Schrauben, Batteriezellen, elektronische Komponenten, Halterungen – das alles muss demontiert werden. Lorenz Halt von der Abteilung Roboter- und Assistenzsysteme am Fraunhofer IPA ist für diesen Part des Forschungsprojekts verantwortlich. Die Herausforderung dabei: Kein Arbeiter, sondern ein Industrieroboter soll die Arbeiten übernehmen. Das ist umso schwieriger, als Autobatterien nicht genormt sind. In verschiedenen Automarken, sogar in verschiedenen Modellen, stecken jeweils andere Stromspeicher. Deshalb muss das Demontagesystem sehr flexibel sein. Halt vergleicht es deshalb mit einem Schweizer Taschenmesser.
Mit Schraubendreher oder Fräse?
Als Arbeitsplatte dient ein 2 x 3 Meter großer Tisch mit einem flexiblen Spannsystem, das jeden Akku fest greifen kann. Dort öffnet der Roboter zunächst den Deckel, indem er die Schrauben aufdreht. Eine intelligente Bildverarbeitung weist ihm den Weg. Doch das klappt nicht immer, denn nach zehn Jahren bei Wind und Wetter ist manche Schraube korrodiert und lässt sich nicht mehr lösen. Dank maschinellem Lernen erkennt der Roboter frühzeitig, ob er mit dem Schraubendreher ans Ziel kommt oder zur Fräse greifen muss.
„Er könnte natürlich auch sofort fräsen“, sagt Forscher Halt. „Aber das ist nicht die optimale Strategie, weil dabei Metallspäne anfallen, die zu einem Kurzschluss und letztlich zu einem Brand führen könnten.“ Aber auch für solche Fälle ist die Anlage gerüstet: Bricht ein Feuer aus, räumt ein Schieber kurzerhand sämtliche Teile, die auf dem Arbeitstisch liegen, in ein Löschbad. Wie bei den Schrauben steckt auch anderswo der Teufel im Detail. Halt und sein Team mussten zahlreiche Probleme lösen und neue Werkzeuge entwickeln. So dient eine Art Dosenöffner dazu, Dichtungen zu lösen. Und für das Herausheben der einzelnen Batteriezellen, die verklebt sind, haben die beteiligten Fachleute eine Art Mini-Wagenheber entwickelt. Einfallsreichtum erfordert auch das Hantieren mit Kabeln und Steckern, die sich nur schwer greifen lassen.
Das Forschungsprojekt DeMoBat, das insgesamt drei Jahre läuft, hat gerade Halbzeit. Die Zwischenbilanz ist vielversprechend: Schon bald soll ein erster Demonstrator zu sehen sein. „Künftig möchten wir auch Lösungen entwickeln, die es ermöglichen die rückgewonnenen und noch intakten Bestandteile einer Batterie für einen weiteren Lebenszyklus aufzubereiten und wieder zu einem neuen System zusammenzuführen“, kündigt Projektleiter Max Weber an.
(Erschienen im EU-Recycling Magazin 02/2022, Seite 45, Foto: Fraunhofer IPA/Rainer Bez)
