Das neuseeländische Startup CarbonScape entwickelt eine nachhaltige Lösung für die Batterieindustrie von Elektrofahrzeugen (EV), indem es Holzspäne in eine einzigartige Graphitform namens Biographit umwandelt. Biographit von CarbonScape kann EV-Batterien laden und gilt als umweltfreundliche Alternative zur herkömmlichen Herstellung von synthetischem Graphit. Hergestellt mittels thermokatalytischer Technologie, bietet es zahlreiche Vorteile wie CO₂-negative Biochar-Anoden, kontinuierliche und schnelle Produktion, schnellere Ladezeiten, höhere Kapazität, hohe Reinheit, überlegene Qualität und geprüfte Zellleistung.
Das neuseeländische Startup CarbonScape nutzt Holzspäne zur Herstellung von synthetischem Graphit , der potenziell in Batterien für Elektrofahrzeuge eingesetzt werden kann. Durch Pyrolyse , ein Verfahren, bei dem Abfälle aus der Holzproduktion erhitzt werden, produziert CarbonScape eine alternative Graphitart namens Biokohle. Dieses kohlenstoffreiche Material wird anschließend gemahlen und zu Rohgraphit verarbeitet, was laut Unternehmen eine umweltfreundlichere Alternative darstellt. Die Herstellung von synthetischem Graphit, die fossile Brennstoffe einbezieht, führt zu Umweltbelastungen. Natürlicher Graphit hingegen basiert auf nicht erneuerbarem fossilem Kohlenstoff, der auf der Erde vorkommt.
Ivan Williams , CEO von CarbonScape, erklärte in einer Stellungnahme: „Unsere Mission ist die Dekarbonisierung der Batterieindustrie. Das löst auch einige andere Probleme, darunter die Lokalisierung von Lieferketten.“
Die innovative und patentierte thermokatalytische Technologie von CarbonScape revolutioniert die Umwandlung von amorphem Kohlenstoff aus Biomasse in hochentwickeltes Biographit in Batteriequalität . Dieses Verfahren garantiert eine gleichbleibend hohe Qualität des Biographit-Anodenmaterials mit einer einzigartigen Kombination von Eigenschaften. Darüber hinaus reduziert diese Methode den Zeit- und Kostenaufwand im Vergleich zu herkömmlichen Syntheseverfahren für Graphit erheblich.
Die Entwicklung einer nachhaltigen Quelle für Batteriematerialien ist entscheidend, um die Abhängigkeit westlicher Länder von in China hergestellten Elektrofahrzeugbatterien zu verringern. Kritiker bezweifeln jedoch die Machbarkeit des Konzepts von CarbonScape und verweisen auf den übermäßigen Einsatz von Holzspänen sowie die im Vergleich zu Graphit geringere Kosteneffizienz. Offizielle Stellen in den Vereinigten Staaten und der Europäischen Union betrachten Graphit als einen wichtigen Rohstoff und suchen aktiv nach Möglichkeiten, die heimische Gewinnung zu fördern und auszubauen.
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Vorteile von Biographit
CarbonScape produziert Biographit, um den weltweiten Bedarf nachhaltig zu decken. Der einzigartige Ansatz kombiniert die einwandfreie Qualität von Naturgraphit mit einem zuverlässigen Produktionsprozess.
1. Kohlenstoffnegative Biokohle-Anode
Durch die Verwendung von Nebenprodukten der Forst- und Holzindustrie als Rohstoff wird CO₂ in der Biomasse gespeichert. Bei der Biographit-Herstellung wird zwar eine geringe Menge CO₂ freigesetzt, diese ist jedoch deutlich geringer als die entzogene Menge. Dadurch entsteht die weltweit einzige Biographit-Anode mit einer negativen CO₂-Bilanz.
2. Kontinuierliche und schnelle Produktion
Die CarbonScape-Technologie ermöglicht eine schnelle und kontinuierliche Produktion von Biographit, der ohne Emissionen und lange Lieferketten leicht verfügbar ist, um den wachsenden Anodenbedarf in Europa und Nordamerika zu decken.
3. Schnelleres Laden und höhere Kapazität
Seine spezielle Mikrostruktur ermöglicht eine schnelle Bewegung der Lithiumionen, was im Vergleich zu natürlichem Graphit zu einer überlegenen Schnellladefähigkeit (>60 % Kapazitätserhalt bei 2C) führt. Die Biographit-Anode von CarbonScape weist aufgrund ihres hohen Kristallinitätsgrades eine höhere Kapazität als synthetischer Graphit auf (>360 mAh/g).
4. Hoher Reinheitsgrad
Das CarbonScape-Verfahren ist umweltfreundlich und nutzt niedrige Temperaturen zur Herstellung von hochwertigem Biographit. Es weist einen Reinheitsgrad von über 99.95 % Kohlenstoff auf , wobei Verunreinigungen in sehr geringen Mengen (unter 50 ppm) vorhanden sind.
5. Überlegene Qualität
CarbonScape erzeugt konsistenten Biographit durch die Überwindung natürlicher Biomasseschwankungen. Im Gegensatz zu fossilem Graphit und herkömmlichem synthetischem Graphit weist der Biographit große, hochwertige Kristallite ohne sterische Einschränkungen auf.
6. Getestete Zellleistung
Die Biographit-Anode von CarbonScape bewährt sich in realen Mehrschichtzellen, darunter auch solche mit LiNiMnCoO₂ (NMC)- und LiCoO₂ (LCO)-Kathoden. Sie erfüllt alle Spezifikationen für Elektrofahrzeuge (EVs) und andere Märkte. Die Zellen behalten ihre Kapazität auch nach Hunderten von Zyklen bei 25 °C und 45 °C bei. Tests haben gezeigt, dass Biographit von CarbonScape EV-Batterien laden kann.
Über CarbonScape
Das Unternehmen will klimaschädlichen Graphit durch nachhaltigen Biographit ersetzen. Bislang wurde die Beschaffung von Graphit für Lithium-Ionen-Batterien, die wichtige Komponenten von Elektrofahrzeugen, intelligenter Technologie und Haushaltsgeräten sind, weitgehend vernachlässigt. Doch die Initiative „Laden von Elektrofahrzeugbatterien mit Biographit“ von CarbonScape markiert einen Wendepunkt.
CarbonScape zeichnet sich in acht spezifischen Bereichen aus, die mit den Nachhaltigkeitszielen der Vereinten Nationen (UNSDG) in Zusammenhang stehen und die die Nachhaltigkeitsbemühungen des Unternehmens leiten.
- #7 Bezahlbare und saubere Energie.
- #13 Klimawandel.
- #8 Menschenwürdige Arbeit und Wirtschaftswachstum.
- #9 Industrie, Innovation und Infrastruktur.
- #15 Leben an Land.
- Partnerschaften für die Ziele.
- #12 Verantwortungsvoller Konsum und Produktion.
- #11 Nachhaltige Städte und Gemeinden.
Über CarbonScape Biographite
Die hochmoderne Pilotanlage demonstriert die wesentlichen Prozesse für die großtechnische Produktion von CarbonScape-Biographit. Das Expertenteam führt in jedem Kernverarbeitungsschritt umfassende Qualitätskontrollen durch und liefert so wichtige Daten für die weltweite Skalierung der Biographitproduktion. Ergänzend dazu erfolgen externe Lieferantentests und die Zusammenarbeit mit externen Entwicklungspartnern.
Die Einrichtungen von CarbonScape haben für ihren Standort eine Zertifizierung erhalten, die ihr unermüdliches Engagement für die Einhaltung außergewöhnlicher Standards in Bezug auf Umweltqualität, Sicherheit und Gesundheit beweist.
Für die Produktentwicklung werden folgende Einrichtungen und Geräte benötigt:
- Möglichkeiten zur Verarbeitung von Biographitanoden
- Kontinuierliches Fräsen
- Atmosphärengesteuerte Hochtemperaturöfen
- Präzisionsmischgeräte
- Kläranlage
- Sphäroidisieren und Beschichten
Erweiterte Qualitätskontroll- und Analysefunktionen umfassen die Verarbeitung von Pulver und Schlamm, das Beschichten, Trocknen, Pressen und mehr.
