Am Karlsruher Institut für Technologie haben Forscher einen Recyclingmechanismus entwickelt. Er kombiniert mechanische Reinigungsprozesse mit chemischen Reaktionen und ermöglicht es so, ohne den Einsatz von ätzenden Chemikalien 70 Prozent des in Batterieabfällen enthaltenen Lithiums wiederzugewinnen.
Die neuartige Methode weist zahlreiche Vorteile gegenüber den aktuell eingesetzten Verfahren auf. Neben dem Verzicht auf ätzende Chemikalien werden innerhalb des Reinigungsprozesses auch keine hohen Temperaturen benötigt. Auch auf eine vorherige Sortierung der Materialien kann verzichtet werden.
Veröffentlicht wurden die Ergebnisse der durchgeführten Studien in der Fachzeitschrift Nature Communications Chemistry. Oleksandr Dolotko, der Erstautor der Studie, wies darauf hin, dass die neue Methode mit allen Arten von Lithium-Ionen-Batterien funktioniert, wodurch die Möglichkeit zu einem universellen Einsatz innerhalb der Reinigungsverfahren gegeben ist.
Einfach, effizient und kostengünstig
„Die Methode kann für die Rückgewinnung von Lithium aus Kathodenmaterialien verschiedener chemischer Zusammensetzungen und damit für eine große Bandbreite kommerziell erhältlicher Lithium-Ionen-Batterien angewendet werden“, erklärte Oleksandr Dolotko, in einer Medienmitteilung und verwies darauf, dass das neue Verfahren ein kostengünstiges, energieeffizientes und umweltverträgliches Recycling ermöglicht.
Als Reduktionsmittel verwenden die Forscher Aluminium in der mechanochemischen Reaktion. Da in der Kathode bereits Aluminium enthalten ist, hat diese Methode den Vorteil, dass keine zusätzlichen Stoffe benötigt werden. Da die mechanochemische Reaktion zudem bei Umgebungstemperatur und -druck abläuft, ist die Methode zusätzlich auch sehr energieeffizient.
In einem ersten Schritt wird der Batterieabfall zunächst gemahlen. Anschließend reagiert dieses Material mit Aluminium zu metallischen Verbundstoffen mit wasserlöslichen Lithiumverbindungen. Aus diesen wird das Lithium zurückgewonnen, indem man diese Verbindungen in Wasser auflöst und anschließend erhitzt, um das Wasser verdampfen zu lassen.
„Ein weiterer Vorteil ist die Einfachheit des Verfahrens, was seine Anwendung im industriellen Maßstab erleichtern wird, da in naher Zukunft große Mengen an Batterien recycelt werden müssen“, sagte Oleksandr Dolotko und machte damit auf die vielen industriellen Vorteile des neuen Verfahrens aufmerksam.