Batterien mit Lignin-Kohlenstoff 
Der schwedische Batteriezellen-Produzent Northvolt arbeitet mit dem finnischen Konzern Stora Enso an einem neuartigen Anodenmaterial für Lithium-Ionen-Batterien aus Waldholz. Der harte Holz-Kohlenstoff soll dabei das Graphit ersetzen, das bisher hauptsächlich als Anodenmaterial dient. Das Projekt läuft vielversprechend, mittlerweile arbeitet auch der Autohersteller Polestar mit den Finnen zusammen.
Stora Enso wiederum zählt zu den größten Waldbesitzern weltweit und verarbeitet das eigene Forstholz zu zahlreichen Endprodukten wie Papier, Verpackungen und Schnittholz. Ein weiteres Produkt von Stora Enso ist ein Hartkohlenstoff mit dem Produktnamen "Lignode", der aus dem Lignin der verarbeiteten Bäume gewonnen wird. Bäume bestehen zu 20 bis 30 Prozent aus Lignin, das in ihnen als Bindemittel fungiert und dem Holz seine Steifigkeit und Verrottungsfestigkeit verleiht. Derzeit wird Lignin, das bei der Zellstoffproduktion anfällt, meist zur Energieerzeugung verbrannt.
Anodenmaterial aus Bäumen
Dieses Lignin lässt sich als Ausgangsbasis für zahlreiche sonst aus fossilen Rohstoffen hergestellte Produkte verwenden. Northvolt und Stora Denso wollen nun eine Batterie entwickeln, in der das Anodenmaterial aus Lignin hergestellt wird. Bislang werden in Lithium-Ionen-Batterien vorrangig Graphit-Anoden verwendet. Graphit wird einerseits natürlichen Ursprungs im Bergbau vor allem in China abgebaut und kann außerdem synthetisch unter anderem aus Kohle und Erdöl hergestellt werden.
Der Ersatz dieses Anoden-Materials durch ligninbasierte Anoden aus nachwachsenden Rohstoffen hätte entsprechend positive Auswirkungen auf den CO₂-Fußabdruck in der Batteriezellenproduktion und würde außerdem einen weiteren Teil der Wertschöpfung nach Europa holen. Stora Enso wird sein ligninbasiertes Anodenmaterial Lignode zur Verfügung stellen das aus nachhaltig bewirtschafteten Wäldern stammt, während Northvolt das Zelldesign, die Entwicklung des Produktionsprozesses und die Skalierung der Technologie vorantreiben wird. Die Produktionskapazität für das biobasierte Kohlenstoffmaterial bei Stora Enso liegt nach eigenen Angaben bei 50.000 Tonnen jährlich.
Northvolt, erst 2016 gegründet, hat inzwischen laut eigenen Angaben Lieferverträge mit zahlreichen Kunden aus der Automobilindustrie im Wert von über 55 Milliarden Dollar. Zu den Kunden zählen auch BMW, Volvo und VW; der Volkswagenkonzern hält 20 Prozent der Anteile an Northvolt. Wie aus Batteriezellen in der Autoindustrie die kompletten Antriebsbatterien entstehen, zeigen wir Ihnen am Beispiel der Mercedes-Batteriefabrik in Alabama in der Bildergalerie.
Fazit
Angesichts des enorm steigenden Bedarfs an Batterien für Elektroautos ist die Industrie unter Hochdruck auf der Suche nach neuen Wegen, die Produktion wirtschaftlicher und umweltfreundlicher zu gestalten. Ein weiterer Baustein hierzu kann die jetzt zwischen Northvolt und Stora Enso geschlossene Vereinbarung sein, bei der das Anodenmaterial aus Lignin hergestellt wird, das als Nebenprodukt in der Zellstoffproduktion anfällt. Dieses biobasierte Material aus nachwachsenden Rohstoffen kann das bisher vorrangig aus Graphit hergestellte Anodenmaterial ersetzen. Die Autohersteller würden damit unabhängiger von Graphit-Lieferanten wie China oder dem aus fossilen Rohstoffen gewonnenen Graphit. Als erste Automotive-Marke arbeitet Polestar bereits mit den Finnen zusammen.
