Rohstoffe
Rohstoffe und der Akku – seltene Erden
Neodym
Der Rohstoff Neodym wird innerhalb der Synchro Motoren verwendet, da hier Permanentmagnete zum Einsatz kommen, bei denen u.A. Neodym verwendet wird. Stand 2019 bei den meisten E-Autos in Verwendung.
Lithium
Lithium wird natürlich in den Batterien / Akkupacks verwendet.
Primäre Lagerstätten sind Pegmatit-Gesteine wo eine hohe Lithiumkonzentration vorliegen.
Sekundäre Lagerstätten sind Lithiumsalze, diese kommen verbreitet in Salzlaugen, meist Salzseen, vor.
Erforscht wird auch die Lithiumgewinnung aus Meerwasser, weil in den Weltmeeren ca. 230 Mrd. Tonnen Lithium gelöst sind.
Somit kann man an dieser Stelle festhalten, dass es bei Lithium garantiert keine Engpässe geben wird.
Hochrechnung
Derzeit sind haben wir weltweit ca. 1,4 Mrd. Autos über den Globus verteilt. Wenn also alle diese Autos mit einem 50 kWh Akku auszustatten wären, entspräche das ca. 7,5 kg Lithium pro Auto. Also benötigt man 10,5 Mio. t Lithium bei einem derzeitigen Weltvorrat von 53,8 Mio. t.
Interessant ist in diesem Zusammenhang allerdings auch, dass man sich einmal klar machen sollte, dass Lithium im täglichen Leben in vielen Bereichen Anwendung findet, wo man vielleicht im ersten Moment gar nicht dran gedacht hätte.
Siehe dazu das folgende Diagramm zu finden in Wikipedia
Cobalt
Cobalt findet man in der kontinentalen Erdkruste ca. 40ppm.
Das Element ist stets mit Nickel, häufig auch mit Kupfer, Silber, Eisen oder Uran vergesellschaftet. Nickel ist dabei etwa drei- bis viermal so häufig wie Cobalt. Die weltweit bekannten Cobalt-Reserven betragen ca. 25 Millionen Tonnen
Das meiste Cobalt wird produziert, um in den folgenden Anwendungsbereichen verwendet zu werden:
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korrosionsbeständige Legierungen
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Hartmetalle
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Schneidemetalle
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Legierungen für Dauermagnete herzustellen
Aufgrund der Farbvielfalt der Verbindungen von Cobalt finden diese auch in der Glasindustrie Anwendung.
Ebenfalls in der Wikipedia und hier... zu finden.
Seltene Erden und der Katalysator
Um es direkt zu klären, Lithium und Cobalt sind keine seltene Erden, sondern Metalle. siehe hier...
In der ganzen Diskussion um das E-Auto wird gerne das Argument bzgl. der seltenen Erden herangezogen. Leider wird dann aber auch immer vergessen zu erwähnen, dass in einem Verbrenner (ICE) eben der Katalysator den viel größeren Bedarf an seltenen Erden aufweist. In dem Katalysator werden Kohlenmonoxid, Stickoxide und Kohlenwasserstoffe in ungiftige Substanzen umgewandelt. Damit dieser Prozess funktionieren kann, besteht der KAT vor allem aus Keramik, Aluminiumoxid und eben den seltenen Erden Platin und Rhodium, aber auch aus Cer. Außerdem bewahren Lanthan und Yttrium die Katalysatormetalle vor dem Zusammenbacken bei Temperaturen von bis zu 1000 Grad.
Durch die Verwendung im KAT sind die seltenen Erden min. zu 50% verloren, da sie verbrannt oder ausgestoßen werden!
Platin wird z.B. auch für die Brennstoffzellentechnik benötigt, so dass dann hier wirkliche Knappheiten zu finden und zu diskutieren wären!
Der Akku und die zukünftige Entwicklung
Die Steigerung der Energiedichte von LiIon Zellen beträgt nach einer Studie der TUM ca. 7 %/Jahr.
Wenn man heute (2019) Kosten von ~100 €/kWh veranschlagen kann, kommt man für einen 60kWh Akku auf ~6.000€
Ein moderner Antriebsstrang im Verbrenner liegt heute ebenfalls in dieser Größenordnung, so dass über die Zeit gesehen, das E-Auto immer interessanter wird!
Wer jetzt gerade noch 52 Minuten Zeit hat, kann sich gerne auch den gesamten Vortrag von Prof. Dr. Markus Lienkamp, Lehrstuhl für Fahrzeugtechnik, Technische Universität München aus dem Jahr 2017 ansehen...