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KIT: Lithium-Recycling aus Akkus ohne viel Chemie und Energie

Das Recycling von Batterien ist bisher ein etwas schwieriger Prozess. Das muss allerdings nicht so sein, wie Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) jetzt zeigten, die ohne größeren Aufwand viel Lithium zurückgewinnen können.
30.03.2023  15:02 Uhr
Der neue Prozess der KIT-Forscher ermöglicht es, rund 70 Prozent des in einer Batterie eingesetzten Lithiums zurückzubekommen. Und das, ohne dass korrosive Chemikalien, hohe Temperaturen oder eine vorherige Sortierung der Materialien erforderlich ist. Heute werden aus Batterieabfällen vor allem Nickel, Kobalt, Kupfer und Aluminium sowie Stahl zurückgewonnen und wiederverwertet. Die Rückgewinnung von Lithium ist derzeit noch teuer und wenig ertragreich. Die verfügbaren, meist metallurgischen Verfahren verbrauchen viel Energie und/oder hinterlassen schädliche Nebenprodukte.


Wichtiger Durchbruch

Im Journal Nature Communications Chemistry stellen die Forschenden jetzt ihre neue Methode vor. "Das Verfahren eignet sich zur Rückgewinnung von Lithium aus Kathodenmaterial unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung und damit für viele verschiedene marktübliche Lithium-Ionen-Batterien", erklärt Oleksandr Dolotko vom 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, kommt das Verfahren ohne zusätzlich zugeführte Stoffe aus. So funktioniert es: Die Batterieabfälle werden 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 abläuft, ist das Verfahren besonders energieeffizient.

Ein weiterer Vorteil liegt im einfachen Ablauf, was den Einsatz im industriellen Maßstab erleichtern wird. Denn schon in näherer Zukunft werden große Mengen von Batterien zum Recycling anfallen.

Zusammenfassung
  • KIT-Forscher zeigen neuen Prozess zur Rückgewinnung von Lithium aus Batterien.
  • Aktuell werden v. a. Kobalt, Kupfer, Alu, Stahl zurückgewonnen.
  • Neue Methode verwendet Aluminium in mechanochem. Reaktion.
  • Lithium wird durch Auflösen/Erhitzen des Wassers zurückgewonnen.
  • Verfahren ist energieeffizient & einfach, industrieller Einsatz möglich.
  • Kommt ohne zusätzlich zugeführte Stoffe aus.
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