Nickel ist ein Schlüsselelement für Batterien, Magnete und Edelstahl. Doch die Produktion verursacht hohe CO₂-Emissionen – bislang.
Ubaid Manzoor, Erstautor der Nature-Publikation, beim Lichtbogenofen mit dem er minderwertige Nickelerze mittels Wasserstoffplasma reduziert.
Yasmin Ahmed Salem | Max-Planck-Institut für Nachhaltige Materialien GmbH
Forschende am Max-Planck-Institut für Nachhaltige Materialien in Düsseldorf haben ein CO₂-freies Verfahren entwickelt, das Nickel aus minderwertigen Erzen gewinnt. Das Team um Doktorand Ubaid Manzoor und Prof. Isnaldi Souza Filho setzt dabei auf die Reduktion mit Wasserstoffplasma in einem einzigen Prozessschritt. Die CO₂-Emissionen inklusive Abbau und Transport sollen sich damit um bis zu 84 % senken lassen, bei gleichzeitiger Steigerung der Energieeffizienz um bis zu 18 %.
Das neue Verfahren nutzt einen Lichtbogenofen, in dem die komplexe Struktur der Minerale in einfachere Ionen überführt wird, ohne den Einsatz von Katalysatoren. Damit lassen sich laut Veröffentlichung in der Fachzeitschrift Nature auch bislang schwer verwertbare minderwertige Erze effizient verarbeiten. Diese machen etwa 60 % der weltweiten Nickelvorkommen aus und galten bislang als ökonomisch wenig attraktiv.
Bewährte Verfahren für Skalierung
Für die industrielle Skalierung setzen die Forschenden auf bewährte Verfahren wie Hochstromlichtbögen, elektromagnetische Rührsysteme und Gasimpulse, um eine kontinuierliche Reaktion sicherzustellen. So könnte die Technologie zügig in bestehende Produktionsprozesse integriert werden.
Neben der Nutzung als Ferronickel für die Edelstahlproduktion lässt sich das Produkt auch zu hochreinem Nickel für Batterien oder Hochleistungsmagnete aufbereiten. Die beim Prozess entstehende Schlacke kann etwa im Bauwesen weiterverwendet werden. Das Verfahren ist zudem auf weitere strategisch wichtige Metalle wie Kobalt übertragbar.
