Sind Batterien nachhaltig?
Sind Batterien nachhaltig? Batterien sind aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken. Was sind Batterien oder Akkus, wie werden sie hergestellt und wie werden sie recycelt? Wir haben das Thema genauer unter die Lupe genommen.
Das Wichtigste in Kürze
- Die Forschung arbeitet an umweltfreundlicheren Alternativen, z. B. Natrium-Ionen- oder Feststoffbatterien.
- Batterien bestehen aus wertvollen Rohstoffen wie Lithium, Kobalt, Nickel und Graphit – deren Abbau ist oft energieintensiv und umweltbelastend.
- Akkus (wiederaufladbare Batterien) sind nachhaltiger als Einwegbatterien, da sie mehrfach verwendet werden können.
- Die Lebensdauer und richtige Nutzung (z. B. nicht tiefentladen, nicht überhitzen) beeinflussen die Nachhaltigkeit maßgeblich.
- Recycling ist möglich, aber technisch aufwendig – die Rückgewinnung von Rohstoffen wird laufend verbessert.
Was sind Batterien und wofür werden sie verwendet?
Eine Batterie ist ein elektrischer Energiespeicher. Die Speicherung erfolgt auf elektromechanischer Basis. Sie versorgen elektrische Geräte wie Uhren, Taschenlampen, Fernbedienungen, Kinderspielzeuge, Feuermelder und ähnliches mit Strom.
Der Name „Batterie“ stammt aus dem militärischen Bereich. Dort spricht man von einer Batterie, wenn mehrere Kanonen zusammengeschlossen werden. Bei Batterien, wie wir sie kennen, werden mehrere galvanischen Zellen (Volta'sche Zellen) zusammengeschaltet. Jede galvanische Zelle besteht aus den gleichen vier Komponenten (Kathode, Anode, Elektrolyt, Separator).
Unterschiede zwischen Batterien und Akkus
Batterien werden in Primärbatterien und Sekundärbatterien unterteilt. Während Primärbatterien nur einen Lebenszyklus haben, können Sekundärbatterien mehrmals aufgeladen und verwendet werden. Sekundärbatterien werden daher auch als Akkus bezeichnet. Ist die Primärbatterie einmal entladen, kann sie nicht wieder aufgeladen werden.
Ein Akku kann 500 bis 1.000 Mal aufgeladen werden und spart somit Ressourcen. Nach fünf Jahren lässt die Leistung des Akkus jedoch deutlich nach. Akkus sollten daher nicht auf Vorrat gekauft werden.
Akkus in Haushaltsgeräten und Spielzeugen bestehen meist aus Nickel-Metallhydrid. Wer leistungsfähigere Akkus benötigt, greift zu Lithium-Ionen- oder Lithium-Polymer-Akkus.
Man unterscheidet fünf Batteriekategorien
- Gerätebatterien: Dazu gehören handliche Batterien - von der Knopfzelle bis zu Akkus in Mobiltelefonen, Haushaltsgeräten und Spielzeugen.
- Fahrzeugbatterien: Batterien, die zum Starten, Beleuchten oder Zünden von Fahrzeugen verwendet werden.
- Batterien für Elektrofahrzeuge
- Batterien für Leichtfahrzeuge: Batterien für Elektrofahrräder und Elektroroller.
- Industriebatterien: Industriebatterien umfassen große Blockbatterien und Batterien, die für gewerbliche oder industrielle Zwecke verwendet werden.
Materialien und Herstellungsverfahren von Batterien
Der Herstellungsprozess unterscheidet sich je nachdem, welche Materialien bei einer Batterie verwendet werden. Aus den verschiedenen Materialien ergeben sich die verschiedenen Namen wie z.B. Lithium-Batterie, Zink-Kohle-Batterien, Blei-Säure-Batterie.
Da Alkalibatterien die gebräuchlichsten Einwegbatterien sind, wird der Herstellungsprozess anhand dieser erläutert:
Vorbereitung der Materialien
Zuerst werden die Materialien vorbereitet, die für die verschiedenen Teile der Batterie benötigt werden. Dazu gehören das Kathodenmaterial (oft aus Manganoxid), das Anodenmaterial (Zink) und der Elektrolyt (eine alkalische Lösung, z.B. Kaliumhydroxid).
Herstellung der Elektroden
Die Anode besteht in der Regel aus Zinkpulver. Dieses wird zu einer Paste verarbeitet und in den Boden des Batteriegefäßes eingelegt.
Die Kathode wird aus Manganoxid und anderen Materialien hergestellt und zu einer Paste vermischt. Sie füllt den restlichen Teil des Gehäuses aus.
Zusammenbau
Zwischen Anode und Kathode wird ein Separator eingefügt, der den direkten Kontakt der beiden Materialien verhindert. Der Ionenfluss ist aber trotzdem möglich.
Dann wird der Elektrolyt hinzugefügt, um die Reaktion zwischen Anode und Kathode zu ermöglichen.
Verschließen der Batterie
Nachdem alle Komponenten in das Gehäuse eingesetzt wurden, wird die Batterie oben verschlossen.
Zum Schluss wird jede Batterie getestet, um sicherzustellen, dass sie einwandfrei funktioniert. Dann wird sie verpackt und verkauft.
Um eine lange Lebensdauer der Batterie zu gewährleisten ist es wichtig, sie gemäß den Herstellerempfehlungen zu lagern. Eine kühle und trockene Lagerung ist in der Regel am besten geeignet, um die Selbstentladung zu minimieren. Batterien sollten auch in ihrer Originalverpackung aufbewahrt werden, um sie vor Feuchtigkeit und Temperaturschwankungen zu schützen.
Die am weitesten verbreiteten Batterien, Alkalibatterien, haben bei sachgemäßer Lagerung eine Lebensdauer von 5 bis 10 Jahren. Lithium-Batterien halten etwa 10 bis 15 Jahre.
Recycling von Batterien
In Österreich werden jährlich ca. 4.000 Tonnen Batterien verkauft, aber nur 2.000 alte Batterien entsorgt. Wo landet die andere Hälfte der in Umlauf gebrachten Batterien? Höchstwahrscheinlich im Restmüll.
Damit gehen sie für das Recycling und die Kreislaufwirtschaft leider verloren. Da Batterien Schadstoffe enthalten, dürfen sie nicht im Hausmüll entsorgt werden. Außerdem können sie in Entsorgungsanlagen Brände verursachen.
Die fachgerechte Entsorgung von Batterien ist einfach und wichtig, um die Umwelt zu schützen. In vielen Geschäften stehen Sammelbehälter für Altbatterien bereit.
In Recyclinganlagen werden sie sortiert und in ihre Bestandteile getrennt. Durch richtige Entsorgung können wichtige Stoffe wie Aluminium, Kobalt oder Lithium zurückgewonnen werden:
- Aus Nickel-Cadmium-Batterien wird das Cadmium abdestilliert und für neue Batterien verwendet.
- Das Blei aus Bleibatterien wird für die Herstellung neuer Batterien verwendet.
- Stahl und Nickel kommen in der Stahlproduktion wieder zum Einsatz.
Herausforderungen im Recycling
Bis 2001 wurden Batterien verkauft, die noch Quecksilber enthalten haben, diese Batterien können nicht recycelt werden. Ein weiteres Problem beim Recycling sind fest verbaute Batterien.
Wohin mit dem defekten E-Scooter oder E-Bike? Um das Recycling zu fördern, müssen ab 2027 alle Gerätebatterien herausnehmbar sein. Auch Batterien für Elektroleichtfahrzeuge müssen zumindest von Fachleuten ausgebaut werden können. So soll das Recycling in Zukunft verbessert werden.
Zielvorgaben für das Batterierecycling
Ziel ist es, mehr Batterien dem Recycling zuzuführen und das Recycling selbst effizienter zu gestalten. Dazu hat die Europäische Union eine Batterie-Verordnung erstellt:
- Erhöhung der Sammelquote für Gerätebatterien auf 73 Prozent bis 2030.
- Sammelquote für Batterien aus leichten Transportmitteln bis 2031 auf 61 Prozent steigern.
- Steigerung der Recyclingeffizienz, also des Verhältnisses der zurückgewonnenen Sekundärrohstoffe zur Masse der recycelten Altbatterien.
- Ziele für die stoffliche Verwertung: Bis Ende 2031 muss die stoffliche Verwertung von Kobalt 95 Prozent und von Kupfer, Blei, Nickel und Lithium je 80 Prozent betragen.
Sind Batterien nachhaltig?
Für die Herstellung von Batterien und Akkumulatoren werden wichtige Rohstoffe wie Lithium, Kobalt und seltene Erden benötigt. Da die Recyclingquote von Batterien gering ist, gehen diese Rohstoffe verloren. Dadurch sind sie weniger nachhaltig. Batterien und Akkus sind aber besonders wichtig, um Klimaneutralität zu erreichen. Sie können Überschüsse aus erneuerbaren Energien speichern und sind zentraler Bestandteil von Elektroautos.
Batterien und Akkus sind aus unserem alltäglichen Leben nicht mehr wegzudenken. Durch effizienteres Recycling werden Batterien umweltfreundlicher. Kostbare Rohstoffe können im Sinne der Kreislaufwirtschaft wiederverwendet werden. Dafür müssen Batterien aber natürlich fachgerecht entsorgt werden!
Fazit
Batterien sind ein zentraler Bestandteil der Energiewende – ob in E-Autos, Speichersystemen oder mobilen Geräten. Ihre Nachhaltigkeit hängt jedoch stark davon ab, wie sie produziert, genutzt und entsorgt werden. Wiederaufladbare Akkus schneiden dabei deutlich besser ab als Einwegbatterien.
Langfristig liegt das Potenzial in innovativen Technologien und einem geschlossenen Recyclingkreislauf. Wer Batterien bewusst einsetzt, richtig lagert und fachgerecht entsorgt, leistet bereits heute einen wichtigen Beitrag zum Umweltschutz.
