Batterierecycling
Die Rückgewinnung von Lithium aus Altbatterien ist noch teuer und wenig ertragreich. Wissenschaftler glauben, eine Lösung gefunden zu haben. Sie verwenden einen mechanischen Prozess.
Lithiumrückgewinnung ohne vorige Sortierung
Was Lithium für Batterien so wertvoll macht, ist die mit Abstand höchste Energiedichte aller in den Batterien enthaltenen Metallen. Doch bislang ist die Rückgewinnung von Lithium noch teuer und wenig ertragreich. „Die verfügbaren, meist metallurgischen Verfahren verbrauchen viel Energie und/oder hinterlassen schädliche Nebenprodukte“, erklärt das Karlsruher Institut für Technologie (KIT).
Die dortigen Wissenschaftler setzen daher auf ein anderes Verfahren. Sie bedienen sich der Mechanochemie, ein Teilgebiet der physikalischen Chemie, das mechanische Prozesse nutzt, um chemische Reaktionen herbeizuführen. Sie erreichen damit nach eigenen Angaben eine Rückgewinnungsrate von bis zu 70 Prozent für das Lithium, ohne dass es korrosiver Chemikalien, hoher Temperaturen oder einer vorherigen Sortierung der Materialien bedarf.
„Besonders energieeffizient“
„Das Verfahren eignet sich zur Rückgewinnung von Lithium aus Kathodenmaterialien unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung und damit für viele verschiedene marktübliche Lithium-Ionen-Batterien“, erklärt Oleksandr Dolotko vom IAM-ESS des KIT. „Es erlaubt ein kostengünstiges, energieeffizientes und umweltverträgliches Recycling.“
Die Wissenschaftler verwenden für ihr Verfahren Aluminium als Reduktionsmittel in der mechanochemischen Reaktion. Da Aluminium bereits in der Kathode enthalten ist, komme das Verfahren ohne zusätzlich zugeführte Stoffe aus. Die Batterieabfälle werden dabei zunächst zermahlen. Dann werden sie in einer Reaktion mit Aluminium eingesetzt, um metallische Verbundwerkstoffe mit wasserlöslichen Lithiumverbindungen zu erzeugen.
Das Lithium wird daraufhin zurückgewonnen, indem die wasserlöslichen Verbindungen in Wasser aufgelöst und anschließend erhitzt werden, um das Wasser durch Verdampfen zu entfernen. Da die mechanochemische Reaktion bei Umgebungstemperatur und -druck ablaufe, sei das Verfahren besonders energieeffizient, erklären die Wissenschaftler. Ein weiterer Vorteil liege im einfachen Ablauf, was den Einsatz im industriellen Maßstab erleichtern werde.
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