Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft

Ein Forschungsschwerpunkt unseres Instituts liegt im Bereich Nachhaltigkeit und dem Übergang der chemischen Industrie zur Kreislaufwirtschaft. Ziel unserer Forschung in diesem Bereich ist es, einen Beitrag zur nachhaltigeren Nutzung von Ressourcen und einem längeren Lebenszyklus von Produkten zu leisten.

In unserer Forschung fokussieren wir uns zum einen auf Lebenszyklusanalysen (Life Cycle Assessment).[1,2] Ergebnisse unserer Arbeit in diesem Bereich haben beispielsweise neue Erkenntnisse zum CO₂ Fußabdruck und dem Treibhauspotential entlang der Batteriewertschöpfungskette [3] und der Umweltverträglichkeit von CO₂-Speichertechnologien [4] geliefert.

Ein weiterer Fokus unserer Forschung liegt auf dem Recycling von Produkten. In unserer Arbeit konnten wir beispielsweise zeigen, wann eine vollständige Kreislaufwirtschaft für kritische Materialien (Lithium, Cobalt, Nickel) in Batterien möglich ist und welche Strategien genutzt werden können, um diese Punkte früher zu erreichen.[5]

Darüber hinaus untersuchen wir die Rolle von erneuerbaren Energien bei der Standortwahl von energieintensiven Produktionsanlagen [6], zukünftige Kosten von Wasserstoff als ein wichtiger Energieträger der Zukunft [7] und den optimalem Mix an verschiedenen Energiequellen für den Betrieb von Produktionsanlagen[8].

_{[1] Gutsch, M., & Leker, J. (2022). Global warming potential of lithium-ion battery energy storage systems: A review. Journal of Energy Storage, 52, 105030.}

_{[2] Wentker, M., Greenwood, M., Asaba, M. C., & Leker, J. (2019). A raw material criticality and environmental impact assessment of state-of-the-art and post-lithium-ion cathode technologies. Journal of Energy Storage, 26, 101022.}

_{[3] Gutsch, M., & Leker, J. (2024). Costs, carbon footprint, and environmental impacts of lithium-ion batteries–From cathode active material synthesis to cell manufacturing and recycling. Applied Energy, 353, 122132.}

_{[4] Gutsch, M., Leker, J. (2024). Co-assessment of costs and environmental impacts for off-grid direct air carbon capture and storage systems. Communications Engineering, 3, 14, https://doi.org/10.1038/s44172-023-00152-6.}

_{[5] Wesselkämper, J., Dahrendorf, L., Mauler, L., Lux, S., & von Delft, S. (2024). A battery value chain independent of primary raw materials: Towards circularity in China, Europe and the US. Resources, Conservation and Recycling, 201, 107218.}

_{[6] Asaba, M. C., Duffner, F., Frieden, F., Leker, J., & von Delft, S. (2022). Location choice for large‐scale battery manufacturing plants: Exploring the role of clean energy, costs, and knowledge on location decisions in Europe. Journal of Industrial Ecology, 26(4), 1514-1527.}

_{[7] Frieden, F., & Leker, J. (2024). Future costs of hydrogen: a quantitative review. Sustainable Energy Fuels. doi: 10.1039/D4SE00137K.}

_{[8] Frieden, F., Leker, J., & von Delft, S. (2024). A multi-objective analysis of grid-connected local renewable energy systems for industrial SMEs. Journal of Energy Storage, 98, 113033. doi: 10.1016/j.est.2024.113033.}