Nickel - Rohstoff der Elektromobilität 2030

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Kapitel Nickel - Inhaltsverzeichnis

Was ist Nickel?

Nickel ist ein chemisches Element mit dem Symbol Ni und der Ordnungszahl 28. Es ist ein silbrig-weiss glänzendes Metall mit leicht goldenem Schimmer. Nickel gehört zu den Übergangsmetallen und ist hart und dehnbar.

Reines Nickel, das zur Vergrösserung der reaktiven Oberfläche pulverisiert wurde, weist eine beträchtliche chemische Aktivität auf. Grössere Stücke reagieren unter Standardbedingungen nur langsam mit Luft, da sich auf der Oberfläche eine Oxidschicht bildet, die eine weitere Korrosion verhindert (Passivierung). 

Dennoch kommt reines, natives Nickel in der Erdkruste nur in winzigen Mengen vor, in der Regel in ultramafischem Gestein und im Inneren größerer Nickel-Eisen-Meteoriten, die außerhalb der Erdatmosphäre keinem Sauerstoff ausgesetzt waren.

Meteoritisches Nickel kommt in Verbindung mit Eisen vor, was auf den Ursprung dieser Elemente als wichtige Endprodukte der Supernova-Nukleosynthese zurückzuführen ist. Man nimmt an, dass der äußere und der innere Kern der Erde aus einem Eisen-Nickel-Gemisch bestehen.

Die Verwendung von Nickel (als natürliche meteoritische Nickel-Eisen-Legierung) lässt sich bis ins Jahr 3500 v. Chr. zurückverfolgen. Erstmals isoliert und als chemisches Element klassifiziert wurde Nickel 1751 von Axel Fredrik Cronstedt, der das Erz zunächst für ein Kupfermineral hielt, in den Kobaltminen von Los, Hälsingland, Schweden. 

Der Name des Elements stammt von einem schelmischen Kobold aus der deutschen Bergmannsmythologie, Nickel (ähnlich wie Old Nick), der die Tatsache verkörperte, dass sich Kupfer-Nickel-Erze nicht zu Kupfer veredeln ließen. Eine wirtschaftlich wichtige Nickelquelle ist das Eisenerz Limonit, das oft 1-2 % Nickel enthält. 

Nickel - Der Rohstoff

Zu den anderen wichtigen Nickelerzmineralen gehören Pentlandit und ein Gemisch aus nickelreichen natürlichen Silikaten, das als Garnierit bekannt ist. Zu den wichtigsten Produktionsstätten gehören die Sudbury-Region in Kanada (die vermutlich meteorischen Ursprungs ist), Neukaledonien im Pazifik und Norilsk in Russland.

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Nickel wird bei Raumtemperatur langsam von der Luft oxidiert und gilt als korrosionsbeständig. In der Vergangenheit wurde es zur Beschichtung von Eisen und Messing, zur Beschichtung von chemischen Geräten und zur Herstellung bestimmter Legierungen verwendet, die einen hohen silbrigen Glanz aufweisen, wie z. B. Neusilber. 

Nickel in der Anwendung

Nickel in der Vernickelung

Etwa 9 % der weltweiten Nickelproduktion werden immer noch für die korrosionsbeständige Vernickelung verwendet. Vernickelte Gegenstände lösen manchmal eine Nickelallergie aus. Nickel wurde in großem Umfang für Münzen verwendet, obwohl sein steigender Preis in den letzten Jahren zu einem gewissen Ersatz durch billigere Metalle geführt hat.

Nickel wird in vielen spezifischen und erkennbaren Industrie- und Konsumgütern verwendet, z. B. in Edelstahl, Alnico-Magneten, Münzen, wiederaufladbaren Batterien (z. B. Nickel-Eisen-Batterie), Saiten von E-Gitarren, Mikrofonkapseln, Beschichtungen von Sanitärarmaturen und Speziallegierungen wie Permalloy, Elinvar und Invar. 

Es wird für Beschichtungen und als grüner Farbton in Glas verwendet. Nickel ist in erster Linie ein Legierungsmetall und wird vor allem in Nickelstählen und Nickelgusseisen verwendet, bei denen es in der Regel die Zugfestigkeit, Zähigkeit und Elastizitätsgrenze erhöht. Es ist in vielen anderen Legierungen weit verbreitet, darunter Nickelmessinge und -bronzen sowie Legierungen mit Kupfer, Chrom, Aluminium, Blei, Kobalt, Silber und Gold (Inconel, Incoloy, Monel, Nimonic).

Da Nickel korrosionsbeständig ist, wurde es gelegentlich als Ersatz für dekoratives Silber verwendet. Nickel wurde in einigen Ländern nach 1859 auch gelegentlich als billiges Münzmetall verwendet (siehe oben), aber in den späteren Jahren des 20. Jahrhunderts wurde es durch billigere Legierungen aus rostfreiem Stahl (d. h. Eisen) ersetzt, ausser in den Vereinigten Staaten und Kanada.

Nickel in Magneten

Nickel ist eines von vier Elementen (die anderen sind Eisen, Kobalt und Gadolinium), die bei etwa Raumtemperatur ferromagnetisch sind. «Alnico»-Dauermagnete, die teilweise auf Nickel basieren, haben eine mittlere Stärke zwischen Dauermagneten auf Eisenbasis und Magneten aus seltenen Erden. 

Nickel ist ein von Natur aus magnetostriktives Material, was bedeutet, dass das Material in Gegenwart eines Magnetfeldes eine kleine Längenänderung erfährt. Die Magnetostriktion von Nickel liegt in der Grössenordnung von 50 ppm und ist negativ, was bedeutet, dass es sich zusammenzieht.

Nickel als Bindemittel

Nickel wird als Bindemittel in der Hartmetallindustrie verwendet und in Anteilen von 5 bis 13 Gew.-% eingesetzt. Nickel macht das Wolframkarbid magnetisch und verleiht den gesinterten Teilen Korrosionsbeständigkeit, obwohl die Härte geringer ist als bei Werkstücken mit Kobaltbindemittel.

Nickel in Legierungen & Batterien

Das Metall ist heute vorwiegend in Legierungen wertvoll; etwa 68 % der Weltproduktion werden für rostfreien Stahl verwendet. Weitere 10 % werden für Legierungen auf Nickel- und Kupferbasis verwendet, 7 % für legierte Stähle, 3 % in Giessereien, 9 % in der Galvanotechnik und 4 % in anderen Anwendungen, darunter der schnell wachsende Batteriesektor, einschliesslich derer in Elektrofahrzeugen


Nickel ist ein ausgezeichnetes Legierungsmittel für bestimmte Edelmetalle und wird in der Feuerprobe als Sammler von Platingruppenelementen (PGE) verwendet. Als solches ist Nickel in der Lage, alle sechs PGE-Elemente aus Erzen vollständig und Gold teilweise zu sammeln. Nickelminen mit hohem Durchsatz können auch PGE-Gewinnung betreiben (hauptsächlich Platin und Palladium); Beispiele sind Norilsk in Russland und das Sudbury-Becken in Kanada.
Nickelschaum oder Nickelgewebe wird in Gasdiffusionselektroden für alkalische Brennstoffzellen verwendet.

Ni mit seiner Halbwertszeit von 100,1 Jahren ist in Krytron-Geräten als Betateilchen-Emitter (Hochgeschwindigkeits-Elektronen) nützlich, um die Ionisierung durch die Erhaltungselektrode zuverlässiger zu machen. Es wird als Energiequelle für betavolatische Batterien untersucht.
Etwa 27 % der gesamten Nickelproduktion sind für den Maschinenbau bestimmt, 10 % für das Baugewerbe, 14 % für Rohrprodukte, 20 % für Metallwaren, 14 % für das Verkehrswesen, 11 % für elektronische Waren und 5 % für andere Verwendungszwecke.

Als Verbindung hat Nickel eine Reihe von Nischenverwendungen in der chemischen Industrie, z. B. als Katalysator für die Wasserstoff-Hydrierung, in Pigmenten und in Metalloberflächenbehandlungen. 

Raney-Nickel wird häufig für die Hydrierung ungesättigter Öle zur Herstellung von Margarine verwendet, und minderwertige Margarine und Ölreste können Nickel als Verunreinigung enthalten. Forte et al. fanden heraus, dass Patienten mit Typ-2-Diabetes einen Nickelgehalt von 0,89 ng/ml im Blut im Vergleich zu 0,77 ng/ml bei den Kontrollpersonen haben.

Nickel für Batterien in der Elektromobilität

Nickel wird seit langem in Nickelmetall-Hydrid-Batterien verwendet und vermehrt in Kathoden für wiederaufladbare Batterien, unter anderem in NMC-811-Kathodenmaterial und NCA-Aktivmaterial für die E-Mobilität verwendet.

Der exponentiell wachsende Bedarf von Nickel in NMC 811 Lithium-Ionen Batterien und NCA-Batterien für die E-Mobilität, den beliebtesten Batterietypen im 2022, hat das Potenzial Nickel zu einem kritischen Rohstoff werden zu lassen. 

Nickel im 2021/2022 noch nicht kritischer Rohstoff

Im Jahr 2022 gilt Nickel als unkritischer Rohstoff. Auch ist zu bedenken, dass Russland einer der grössten Nickel-Produzenten ist, und sich nach dem Ausbruch des Ukrainekrieges neue Fragen stellen bezüglich Rohstoffketten.

Der zu Erwartende explodierende Nickel verbrauch ist die Artikel «Mobilität – Die Zukunft ist Elektrisch (Elektromobilität)» eindrücklich beschrieben

Nickel ein essenzielles Mineral

Nickel ist auch ein essenzieller Nährstoff für einige Mikroorganismen und Pflanzen, die Enzyme mit Nickel als aktivem Zentrum haben.

Wie toxisch (giftig) ist Nickel?

Die Hauptquelle der Nickelbelastung ist die orale Aufnahme, da Nickel für Pflanzen essenziell ist. Nickel kommt in der Umwelt natürlich vor: Typische Hintergrundkonzentrationen überschreiten nicht 20 ng/m3 in der Atmosphäre, 100 mg/kg im Boden, 10 mg/kg in der Vegetation, 10 μg/L im Süßwasser und 1 μg/L im Meerwasser. 

Die Umweltkonzentrationen von Nickel können durch menschliche Verschmutzung erhöht werden. So können beispielsweise vernickelte Wasserhähne Wasser und Boden verunreinigen; durch Bergbau und Verhüttung kann Nickel ins Abwasser gelangen; Kochgeschirr aus Nickelstahllegierungen und nickelpigmentierte Speisen können Nickel in die Nahrung abgeben. 

Die Atmosphäre kann durch die Raffination von Nickelerz und die Verbrennung fossiler Brennstoffe verschmutzt werden. Der Mensch kann Nickel direkt durch Tabakrauch und Hautkontakt mit Schmuck, Shampoos, Reinigungsmitteln und Münzen aufnehmen. Eine weniger häufige Form der chronischen Exposition ist die Hämodialyse, da Spuren von Nickelionen durch die chelatbildende Wirkung von Albumin in das Plasma aufgenommen werden können.

Nickel ist kein kumulatives Gift, aber größere Dosen oder eine chronische Inhalationsexposition können toxisch, ja sogar krebserregend sein und stellen ein Berufsrisiko dar.

Nickelverbindungen werden als Karzinogene für den Menschen eingestuft, da in epidemiologischen Studien bei Arbeitern in Sulfiderzraffinerien ein erhöhtes Krebsrisiko für die Atemwege beobachtet wurde. Dies wird durch die positiven Ergebnisse der NTP-Bioassays mit Ni-Sub-Sulfid und Ni-Oxid bei Ratten und Mäusen gestützt.

Die Daten für Mensch und Tier deuten durchweg auf eine fehlende Karzinogenität über den oralen Expositionsweg hin und beschränken die Karzinogenität von Nickelverbindungen auf Tumore der Atemwege nach Inhalation. 

Giftigkeit von Nickelmetall & Legierungen

Nickelmetall wird als verdächtiges Karzinogen eingestuft; es besteht Übereinstimmung zwischen dem Fehlen eines erhöhten Atemwegskrebsrisikos bei Arbeitnehmern, die überwiegend metallischem Nickel ausgesetzt sind, und dem Fehlen von Atemwegstumoren in einer lebenslangen Inhalations-karzinogenitätsstudie mit Nickelmetallpulver bei Ratten. In den Inhalationsstudien an Nagern mit verschiedenen Nickelverbindungen und Nickelmetall wurden vermehrte Lungenentzündungen.

Menschen können Nickel am Arbeitsplatz durch Einatmen, Verschlucken und Kontakt mit der Haut oder den Augen ausgesetzt sein. Die Occupational Safety and Health Administration (OSHA) hat den gesetzlichen Grenzwert (zulässiger Expositionsgrenzwert) für den Arbeitsplatz auf 1 mg/m3 pro 8-Stunden-Arbeitstag festgelegt, wobei Nickelcarbonyl ausgeschlossen ist. Das National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) gibt den empfohlenen Expositionsgrenzwert (REL) von 0,015 mg/m3 pro 8-Stunden-Arbeitstag an. Bei 10 mg/m3 ist Nickel unmittelbar lebens- und gesundheitsgefährlich.

Sensibilisierte Personen können eine Hautkontaktallergie gegen Nickel aufweisen, die als Kontaktdermatitis bekannt ist. Hochsensibilisierte Personen können auch auf Lebensmittel mit hohem Nickelgehalt reagieren. Eine Empfindlichkeit gegenüber Nickel kann auch bei Patienten mit Pompholyx auftreten. 

Nickel ist das weltweit am häufigsten nachgewiesene Kontaktallergen, was zum Teil auf seine Verwendung in Schmuck für Ohrlöcher zurückzuführen ist. Nickelallergien bei Ohrlöchern sind häufig durch juckende, gerötete Haut gekennzeichnet. Um diesem Problem zu begegnen, werden viele Ohrringe heute nickelfrei oder mit einer geringen Nickelabgabe hergestellt. 

Die zulässige Menge in Produkten, die mit der menschlichen Haut in Berührung kommen, wird nun von der Europäischen Union geregelt. Im Jahr 2002 stellten Forscher fest, dass die von 1- und 2-Euro-Münzen freigesetzte Nickelmenge weit über diesen Normen lag. Es wird angenommen, dass dies auf eine galvanische Reaktion zurückzuführen ist. Nickel wurde 2008 von der American Contact Dermatitis Society zum Allergen des Jahres gewählt. Im August 2015 nahm die American Academy of Dermatology eine Stellungnahme zur Sicherheit von Nickel an: «Schätzungen gehen davon aus, dass Kontaktdermatitis, zu der auch Nickelsensibilisierung gehört, etwa 1,918 Milliarden Dollar kostet und fast 72,29 Millionen Menschen betrifft.»

Giftigkeit von Nickelcarbonyl

Nickelcarbonyl [Ni(CO) ist ein extrem giftiges Gas. Die Toxizität von Metallcarbonyl hängt sowohl von der Toxizität des Metalls als auch von der Ausgasung von Kohlenmonoxid aus den funktionellen Carbonylgruppen ab; Nickelcarbonyl ist auch in der Luft explosiv.

Herstellung & Produktionsmethoden von Nickel

Nickel ist auch ein essenzieller Nährstoff für einige Mikroorganismen und Pflanzen, die Enzyme mit Nickel als aktivem Zentrum haben.

Nickel wird durch extraktive Metallurgie gewonnen: Es wird durch herkömmliche Röst- und Reduktionsverfahren aus dem Erz gewonnen, wobei ein Metall mit einem Reinheitsgrad von mehr als 75 % entsteht. Bei vielen Anwendungen von rostfreiem Stahl kann je nach Verunreinigungen 75 % reines Nickel ohne weitere Reinigung verwendet werden.

Pyrometallurgie und Hydrometallurgie

Traditionell wurden die meisten Sulfiderze mit pyrometallurgischen#

Techniken verarbeitet, um eine Matte für die weitere Raffination zu erzeugen. Jüngste Fortschritte bei den hydrometallurgischen Verfahren führten zu einem wesentlich reineren metallischen Nickelprodukt anschliessend verhüttet. 

Die meisten Sulfidlagerstätten werden traditionell durch Aufkonzentrierung mittels Schaumflotation und anschliessender pyrometallurgischer* Extraktion aufbereitet. Bei hydrometallurgischen Verfahren werden Nickelsulfiderze durch Flotation#(bei zu niedrigem Ni/Fe-Verhältnis durch Differenzflotation) aufkonzentriert und anschließend verhüttet.

Die Nickelmatte wird nach dem Sherritt-Gordon-Verfahren weiterverarbeitet. Zunächst wird das Kupfer durch Zugabe von Schwefelwasserstoff entfernt, sodass ein Konzentrat aus Kobalt und Nickel übrig bleibt. Anschliessend werden Kobalt und Nickel durch Lösungsmittelextraktion abgetrennt, wobei der endgültige Nickelgehalt mehr als 99 % beträgt.

#Flotation (von engl.: to float – schwimmen) ist ein Trennverfahren zur Trennung feinkörniger Feststoffgemengein einer wässrigen Aufschlämmung (Suspension) mithilfe von Luftblasen aufgrund der unterschiedlichen Oberflächenbenetzbarkeit der Partikel.

*Unter der Pyrometallurgie werden die Verfahren der Metallgewinnung und Metallraffination verstanden, welche hohe Temperaturen erfordern (200-3000 °C) und unter Ausschluss von Sauerstoff ablaufen.

$Unter dem Begriff Hydrometallurgie versteht man die Verfahren der Metallgewinnung und -raffination, die unter  «relativ»- geringen Temperaturen die stoffspezifische Löslichkeit und unterschiedliche Benetzbarkeit der Verbindungen ausnutzen.

Elektrolytische Raffination

Ein zweites gängiges Raffinationsverfahren ist die Auslaugung der Metallmatte in eine Nickelsalzlösung, gefolgt von der elektrolytischen Gewinnung des Nickels aus der Lösung durch Abscheidung auf einer Kathode als elektrolytisches Nickel.

Mond-Verfahren

Das reinste Metall wird aus Nickeloxid durch das Mond-Verfahren gewonnen, das eine Reinheit von über 99,99 % erreicht. Das Verfahren wurde von Ludwig Mond patentiert und wird bereits seit Anfang des 20. Jahrhunderts industriell genutzt. Bei diesem Verfahren wird Nickel mit Kohlenmonoxid in Gegenwart eines Schwefelkatalysators bei etwa 40-80 °C zu Nickel-Carbonyl umgesetzt. 

Aus Eisen entsteht ebenfalls Eisenpentacarbonyl, aber diese Reaktion ist langsam. Falls erforderlich, kann das Nickel durch Destillation abgetrennt werden. Bei der Nickeldestillation entsteht als Nebenprodukt auch Dicobaltoctacarbonyl, das sich jedoch bei der Reaktionstemperatur zu Tetracobaltdodecacarbonyl zersetzt und einen nicht flüchtigen Feststoff bildet.

Nickel wird durch eines von zwei Verfahren aus Nickelcarbonyl gewonnen. Es kann bei hohen Temperaturen durch eine grosse Kammer geleitet werden, in der Zehntausende von Nickel-Kugeln, sogenannte Pellets, ständig gerührt werden. Das Carbonyl zersetzt sich und setzt reines Nickel auf den Nickel-Kugeln ab. 

Bei dem alternativen Verfahren wird Nickelcarbonyl in einer kleineren Kammer bei 230 °C zersetzt, um ein feines Nickelpulver zu erzeugen. Das als Nebenprodukt anfallende Kohlenmonoxid wird in den Kreislauf zurückgeführt und wiederverwendet. Das hochreine Nickelprodukt wird als «Carbonylnickel» (Ni(CO)4) bezeichnet.

Eigenschaften von Nickel

Physikalische Eigenschaften

Nickel ist ein silbrig-weisses Metall mit leichtem Goldschimmer, das sich auf Hochglanz polieren lässt. Es ist eines von nur vier Elementen, die bei oder nahe der Raumtemperatur magnetisch sind, die anderen sind Eisen, Kobalt und Gadolinium. Die Curie-Temperatur liegt bei 355 °C (671 °F), was bedeutet, dass Nickel oberhalb dieser Temperatur nicht magnetisch ist. Die Einheitszelle von Nickel ist ein flächenzentrierter Würfel mit einem Gitterparameter von 0,352 nm, was einem Atomradius von 0,124 nm entspricht. Diese Kristallstruktur ist bis zu einem Druck von mindestens 70 GPa stabil.

Nickel gehört zu den Übergangsmetallen. Es ist hart, verformbar und dehnbar und hat eine für Übergangsmetalle relativ hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit. Die für ideale Kristalle vorhergesagte hohe Druckfestigkeit von 34 GPa wird im realen Massenmaterial aufgrund der Bildung und Bewegung von Versetzungen nie erreicht. Sie wurde jedoch in Ni-Nanopartikeln erreicht.

Vorkommen auf der Erde

Auf der Erde kommt Nickel am häufigsten in Verbindung mit Schwefel und Eisen in Pentlandit, mit Schwefel in Millerit, mit Arsen im Mineral Nickelin und mit Arsen und Schwefel in Nickelgalenit vor. In Eisenmeteoriten ist Nickel häufig in Form der Legierungen Kamacit und Taenit zu finden. 

Das Vorhandensein von Nickel in Meteoriten wurde erstmals 1799 von Joseph-Louis Proust nachgewiesen, einem französischen Chemiker, der damals in Spanien arbeitete. Proust analysierte Proben des Meteoriten von Campo del Cielo (Argentinien), die 1783 von Miguel Rubín de Celis gewonnen worden waren, und entdeckte darin neben Eisen auch Nickel (etwa 10 %).

Der Großteil des Nickels wird in zwei Arten von Erzlagerstätten abgebaut. Bei der ersten handelt es sich um Laterit, wo die wichtigsten Erzmineralien nickelhaltiger Limonit, (Fe,Ni)O(OH), und Garnierit (ein Gemisch aus verschiedenen wasserhaltigen Nickel- und nickelhaltigen Silikaten) sind. Die zweite Gruppe sind magmatische Sulfidlagerstätten, in denen das Haupterzmineral Pentlandit: (Ni,Fe)9S8 ist.
Indonesien und Australien verfügen über die grössten geschätzten Reserven, die 43,6 % der weltweiten Nickelreserven ausmachen.

Der Großteil des Nickels wird in zwei Arten von Erzlagerstätten abgebaut. Bei der ersten handelt es sich um Laterit, wo die wichtigsten Erzmineralien nickelhaltiger Limonit, (Fe,Ni)O(OH), und Garnierit (ein Gemisch aus verschiedenen wasserhaltigen Nickel- und nickelhaltigen Silikaten) sind. Die zweite Gruppe sind magmatische Sulfidlagerstätten, in denen das Haupterzmineral Pentlandit: (Ni,Fe)9S8 ist.
Indonesien und Australien verfügen über die grössten geschätzten Reserven, die 43,6 % der weltweiten Nickelreserven ausmachen.

Die weltweit identifizierten Bodenressourcen mit einem durchschnittlichen Nickelgehalt von 1 % oder mehr umfassen mindestens 130 Millionen Tonnen Nickel (etwa das Doppelte der bekannten Reserven). Etwa 60 % davon befinden sich in Lateriten und 40 % in Sulfidlagerstätten.

Geophysikalischen Erkenntnissen zufolge wird der größte Teil des Nickels auf der Erde im äußeren und inneren Erdkern vermutet. Kamazit und Taenit sind natürlich vorkommende Legierungen aus Eisen und Nickel. 

Bei Kamazit liegt die Legierung in der Regel im Verhältnis 90:10 bis 95:5 vor, wobei Verunreinigungen (wie Kobalt oder Kohlenstoff) vorhanden sein können, während bei Taenit der Nickelgehalt zwischen 20 % und 65 % liegt. Kamazit und Taenit kommen auch in Nickeleisenmeteoriten vor.

Weltweite Produktion

Weltweit werden schätzungsweise 2,7 Millionen Tonnen Nickel pro Jahr abgebaut, wobei Indonesien (1.000.000 t), die Philippinen (370.000 t), Russland (250.000 t), Neukaledonien (190.000 t), Australien (160.000 t) und Kanada (130.000 t) ab 2021 die größten Produzenten sein werden. Die größten Nickelvorkommen im nicht-russischen Europa befinden sich in Finnland und Griechenland. Die identifizierten landgestützten Ressourcen mit einem durchschnittlichen Nickelgehalt von 1 % oder mehr enthalten mindestens 130 Millionen Tonnen Nickel. Etwa 60 % davon befinden sich in Lateriten und 40 % in Sulfidlagerstätten. Ferner gibt es in den Tiefen des Pazifischen Ozeans umfangreiche Nickelvorkommen. Dies insbesondere in einem Gebiet, das als Clarion-Clipperton-Zone bezeichnet wird, und zwar in Form von polymetallischen Knollen, die den Meeresboden in einer Tiefe von ca. 5 km unter dem Meeresspiegel durchziehen. Diese Knollen bestehen aus zahlreichen Seltenerdmetallen, und die Nickelzusammensetzung dieser Knollen wird auf 1.7 % geschätzt.

Verfügbarkeit von Nickel im 2020

Die Begriffe «Reserven» und «Ressourcen» werden verwendet, um die Verfügbarkeit von Rohstoffen zu beschreiben. Das Committee for Mineral Reserves International Reporting Standards definiert die Begriffe wie folgt: 

«Eine mineralische Ressource ist eine Konzentration oder ein Vorkommen von festem Material von wirtschaftlichem Interesse in oder auf der Erdkruste in einer solchen Form, einem solchen Gehalt oder einer solchen Qualität und Quantität, dass begründete Aussichten für eine spätere wirtschaftliche Gewinnung gegeben sind. 

Eine Mineralreserve ist der wirtschaftlich abbaubare Teil einer gemessenen und/oder angezeigten Mineralressource.»

«Reserven» implizieren ein höheres Mass an Wissen und Vertrauen. Bergbauunternehmen wandeln durch Exploration kontinuierlich Ressourcen in Reserven um. 

Die weltweiten Nickelressourcen werden derzeit auf fast 300 Millionen Tonnen geschätzt.

In den meisten Fällen geht es bei der begrenzten Verfügbarkeit von Rohstoffen daher weniger darum, ob genügend Rohstoffe im Boden vorhanden sind. Eher geht es darum, ob innerhalb eines kurzen Zeitraums genügend Produktionskapazitäten zur Verfügung stehen, um einen starken Anstieg der Nachfrage zu befriedigen.

Auf Australien, Indonesien, Südafrika, Russland und Kanada entfallen mehr als 50 % der weltweiten Nickelressourcen. Wirtschaftliche Konzentrationen von Nickel kommen in sulfidischen und lateritischen Erzlagerstätten vor.

Obwohl fast 80 % des historisch geförderten Nickels in den letzten drei Jahrzehnten abgebaut wurden, sind auch die bekannten Nickelreserven und -ressourcen stetig gewachsen. Verschiedene Parameter spielen bei dieser Entwicklung eine Rolle, darunter die bessere Kenntnis neuer Lagerstätten in abgelegenen Gebieten und die verstärkte Explorationstätigkeit der Bergbauunternehmen, die durch attraktive Rohstoffpreise angetrieben wird. 

Verbesserte Technologien im Bergbau, in der Verhüttung und in der Raffination sowie erhöhte Kapazitäten ermöglichen auch die Verarbeitung von Nickelerz mit geringerem Gehalt. Sinkende Erzgehalte sind daher nicht zwangsläufig ein Zeichen für abnehmende Ressourcen, sondern spiegeln Innovationen und Verbesserungen in der Bergbau- und Prozesstechnologie wider.

Auch in der Tiefsee werden bedeutende Nickelvorkommen vermutet. Manganknollen, die auf dem Tiefseeboden zu finden sind, enthalten erhebliche Mengen an Nickel. Jüngste Schätzungen gehen von mehr als 290 Millionen Tonnen Nickel aus, die in solchen Lagerstätten enthalten sind. Die Entwicklung von Tiefseebergbautechnologien dürfte den Zugang zu diesen Ressourcen in Zukunft erleichtern.

Globale Nickelproduktion

Die weltweite Minenproduktion von Nickel im Jahr 2020 wurde vom U.S. Geological Survey auf 2,5 Millionen Tonnen geschätzt. Indonesien war mit 760.000 Tonnen oder 30,4 % der weltweiten Förderung der grösste Produzent. 

 

Tabele 1. Globale Nickelproduktion im Jahr 2020
RangLand1000 TonenAnteil in %
1Indonesien76030.40%
2Philippinen32012.80%
3Russland28011.20%
4Neukaledonien2008.00%
5Australien1706.80%
6Kanada1676.70%
7China1204.80%
8Brasilien732.90%
9Kuba492.00%
Andere Länder35314.10%
Total 2,500100.00%
Nickel & kritische Rohstoffe Weltweit und in den USA

Biden-Harris-Regierung und Unternehmen kündigten im Februar 2022 grosse Investitionen an, um die heimische US-Lieferkette für kritische Mineralien zu erweitern, die Abhängigkeit von China zu durchbrechen und nachhaltige Praktiken zu fördern.

  • Redwood Materials wird in Zusammenarbeit mit Ford und Volvo ein Pilotprojekt zur Sammlung und zum Recycling von Lithium-Ionen-Altbatterien in seinen Anlagen in Nevada erörtern, um Lithium, Kobalt, Nickel und Graphit zu gewinnen. Dies baut auf den jüngsten Ankündigungen von Redwood auf, darunter ein Joint Venture mit Ford zum Bau einer Recyclinganlage in Tennessee und die Absicht, im Jahr 2022 mit dem Bau einer neuen Kathoden-Produktionsanlage in Nevada zu beginnen.
  • Die US-Regierung disskutiert 2022 über eine Bipartisan Infrastructure Law (BIL)-Finanzierung in Höhe von 3 Milliarden Dollar, mit der in die Raffination von Batteriematerialien wie Lithium, Kobalt, Nickel und Graphit sowie in Batterierecyclinganlagen investiert werden soll, um gut bezahlte Arbeitsplätze im Bereich der sauberen Energie zu schaffen.
Tabelle 2. Nickel & kritische Rohstoffe weltweit und in den USA
Kritische-Mineralien-&-Rohstoffe-USA---mcs---2022---Wiki-Battery---WikiBattery.org https://wikibattery.org/
Tabelle 2. Kritische Mineralien Weltweit und USA - Bericht 2022. E Nettoexporteur. NA Nicht verfügbar. W Vorenthalten, um die Offenlegung unternehmenseigener Daten zu vermeiden. 1 Kritische Mineralien gemäss Veröffentlichung im Federal Register vom 18. Mai 2018. Nicht alle kritischen Mineralien sind hier aufgeführt. Zu den nicht aufgeführten Mineralien gehören Mineralien, für die nicht genügend Informationen über die US-amerikanische oder weltweite Produktion verfügbar sind. Die kritischen Mineralien Cäsium, Hafnium und Rubidium sind in der Tabelle nicht aufgeführt, da davon ausgegangen wird, dass es für diese Rohstoffe keine US-Produktion gibt. 2 Berichteter Verbrauch. 3 Ausgenommen ist die US-Produktion. 4 Antimon in Oxid und Rohmetall, Pulver. 5 Geschätzter Verbrauch. 6 Arsentrioxid. 7 Raffinerieproduktion. 8 Millionen Kubikmeter. 9 Die Daten umfassen Lanthanoide und Yttrium, aber nicht den größten Teil von Scandium. 10 Verbindungen und Metalle. Die Vereinigten Staaten sind ein Nettoexporteur von Mineralkonzentraten. 11 Auf eine signifikante Stelle gerundet, um die Offenlegung von unternehmenseigenen Daten zu vermeiden.

Wirtschaft und Nickel

Wirtschaftliche Daten über Nickel zeigen die Bedeutung der Industrien in der gesamten Wertschöpfungskette von Nickel, vom Abbau über die Endnutzung bis hin zum Recycling. Die Daten quantifizieren wichtige Messgrössen wie die Beschäftigung oder die Wertschöpfung. Sie dienen auch als Grundlage für die Modellierung der positiven und negativen Auswirkungen von z. B. Marktentwicklungen oder Regulierungsinitiativen. 

In Europa wurde eine wirtschaftliche Bewertung für zwölf der wichtigsten Volkswirtschaften durchgeführt, in denen Nickel in erheblichem Umfang hergestellt oder verwendet wird. In diesen Ländern wird die gesamte Wertschöpfung der Nickelindustrie und ihrer Wertschöpfungsketten im 2017 auf 44 Milliarden Euro geschätzt. Ferner beläuft sich die von der Nickelindustrie und den damit verbundenen Industrien erzeugte Produktion auf rund 130 Milliarden Euro, was etwa 750 000 Arbeitsplätze bedeutet, die direkt oder indirekt von Nickel abhängen (Referenzjahr: 2017).

Weltweit unterstützt die Nickel-Wertschöpfungskette eine grosse Anzahl von Arbeitsplätzen, von denen viele hoch qualifizierte Fertigungsberufe sind.

Marktpreise von Nickel

Der Marktpreis für Nickel stieg 2006 und in den ersten Monaten des Jahres 2007 sprunghaft an; am 5. April 2007 wurde das Metall mit 52.300 USD/Tonne bzw. 1,47 USD/Unze gehandelt. Anschliessend fiel der Preis dramatisch, und im September 2017 wurde das Metall mit 11.000 USD/Tonne bzw. 0 USD/Unze gehandelt. 31/oz.

Während der russischen Invasion in der Ukraine im Jahr 2022 löste die Sorge um Sanktionen gegen russische Nickelexporte einen kurzen Preisdruck aus, der dazu führte, dass sich der Nickelpreis innerhalb von nur zwei Tagen vervierfachte und 100.000 US-Dollar pro Tonne erreichte.  Die Londoner Metallbörse stornierte Kontrakte im Wert von 3,9 Mrd. USD und setzte den Nickelhandel für über eine Woche aus.

 

 

Der Analyst Andy Home argumentierte, dass solche Preisschocks durch die von den Metallmärkten auferlegten Reinheitsanforderungen noch verschärft werden: Nur Metall der Güteklasse I (99,8 % rein) kann an den Börsen als Rohstoff verwendet werden, der Grossteils des weltweiten Angebots besteht jedoch entweder aus Ferronickel-Legierungen oder aus minderwertigeren Reinheiten.

 

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