NACHHALTIGES RECYCLING von kritischen Elementen aus verbrauchten Lithium-Ionen-Batterien

Eine nachhaltige Energie- und Rohstoffversorgung im Kontext der Klimakrise befeuert die Nachfrage nach leistungsstarken, kosteneffizienten Energiespeichern, die im Idealfall vollständig recyclebar sind. Diese sind von entscheidender Bedeutung, um elektrischen Strom aus alternativen Energiequellen zu speichern und den Dekarbonierungsstrategien aufgrund rechtlicher Rahmenbedingungen Genüge zu tun. Zusätzlich sind Lithium-Ionen-Batterien (LIB) als Schlüsseltechnologie in unzähligen Anwendungen aus dem modernen Leben nicht mehr wegzudenken.

Das Recycling von LIBs ist ein entscheidender Faktor, um den Übergang zu erneuerbaren Energien nachhaltig zu gestalten und der Rohstoffabhängigkeit in einem gewissen Ausmaß entgegenzuwirken. Aufgrund unterschiedlicher Materialzusammensetzungen, verschiedenster Anteile an Begleitstoffen sowie elektrischer bzw. chemischer Energieinhalte stellt das Recycling eine anspruchsvolle Aufgabe dar. Aufgrund des komplexen Ausgangsstoffes weisen die aktuellen Prozessrouten lange, unübersichtliche Prozessketten auf und nutzen verschiedenste Kombinationen aus mechanischer, thermischer, pyro- und/oder hydrometallurgischen Verfahrensschritten.

Am Lehrstuhl für Nichteisenmetallurgie arbeitet ein Team um Dr.mont. Eva Gerold an einem nachhaltigen Verfahren zur Rückgewinnung von kritischen Elementen aus verbrauchten Lithium-Ionen-Batterien. Dabei spielt vor allem der geringe CO₂-Fußabdruck der angewandten Technik eine wesentliche Rolle. Im Batterielabor des Lehrstuhls werden dabei Bakterien und Pilze gezüchtet, welche durch ihren Metabolismus organische Säuren wie z.B. Citronensäure erzeugen. Diese nachhaltig hergestellte Säure wird im Anschluss für die Laugung von Schwarzmasse aus Lithium-Ionen-Batterien eingesetzt. Durch den dort entwickelten SeLiReco-Prozess (Selective Lithium Recovery) lassen sich daraus Kobalt, Nickel und Lithium mit einer hohen Selektivität und Qualität zurückgewinnen, ohne dabei den Blick auf die Umweltauswirkungen des Prozesses zu vergessen.

Dipl.-Ing. Dr.mont. Eva Gerold
Lehrstuhl für Nichteisenmetallurgie