Die Chalmers University of Technology in Schweden hat ein neues Verfahren zum Recycling von Batterien für Elektrofahrzeuge vorgestellt. Das Verfahren kommt ohne teure oder schädliche Chemikalien aus, da die Forscher Oxalsäure, eine in Pflanzen vorkommende organische Säure, verwenden.
Laut der Universität lassen sich mit diesem Verfahren 100 % des Aluminiums und 98 % des Lithiums aus Elektrofahrzeugbatterien zurückgewinnen. Dadurch wird auch der Verlust wertvoller Rohstoffe wie Nickel, Kobalt und Mangan minimiert.
Im Batterierecyclinglabor der Chalmers-Universität versuchte ein Team, die sogenannte „schwarze Masse“ – ein pulverförmiges Gemisch wichtiger Aktivmaterialien in Batterien – mit Oxalsäure zu verarbeiten. Konkret ging es dabei um die Batterie des Volvo-Elektroautos. In der Dokumentation wird der Prozess mit dem „Kaffeekochen“ verglichen. Tatsächlich ist er aber viel komplexer, denn um den gewünschten Effekt zu erzielen, müssen Temperatur, Konzentration und Einwirkzeit präzise eingestellt werden. Oxalsäure kommt übrigens auch in Pflanzen wie Rhabarber und Spinat vor.
„Bislang ist es niemandem gelungen, geeignete Bedingungen zu finden, um solch große Mengen Lithium mithilfe von Oxalsäure abzutrennen und dabei das gesamte Aluminium zu entfernen. Da alle Batterien Aluminium enthalten, müssen wir es entfernen können, ohne andere Metalle zu verlieren“, erklärt Leah Rouquette, Doktorandin am Institut für Chemie der Universität.
Bei den derzeit angewandten hydrometallurgischen Verfahren werden Eisenverbindungen in anorganischen Säuren gelöst. Anschließend werden „Verunreinigungen“ wie Aluminium und Kupfer entfernt und aktive Materialien wie Kobalt, Nickel, Mangan und Lithium gewonnen.
Die schwedischen Forscher weisen jedoch darauf hin, dass selbst geringe Restmengen an Aluminium und Kupfer mehrere Reinigungsschritte erfordern und jeder Schritt zu Lithiumverlusten führen kann. Mit der neuen Methode kehrten die Forscher die Reihenfolge um und reduzierten zunächst Lithium und Aluminium. Dadurch können sie den Verbrauch der für die Herstellung neuer Batterien benötigten Edelmetalle reduzieren.
Der nächste Schritt lässt sich mit dem Brühen von Kaffee vergleichen: Während sich Aluminium und Lithium in der Flüssigkeit befinden, bleiben die übrigen Metalle im „Feststoff“. Im nächsten Schritt werden Aluminium und Lithium getrennt. „Da diese Metalle sehr unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, gehen wir davon aus, dass die Trennung unkompliziert sein wird. Unser Verfahren ist ein vielversprechender neuer Ansatz zum Recycling von Batterien, der es definitiv wert ist, weiter erforscht zu werden“, so Rouquette.
„Wir brauchen Alternativen zu anorganischen Chemikalien. Einer der größten Engpässe in den heutigen Prozessen ist die Entfernung von Reststoffen wie Aluminium. Dieser innovative Ansatz kann der Abfallwirtschaft neue Alternativen bieten und dazu beitragen, Probleme zu lösen, die das Wachstum hemmen“, sagte Professorin Martina Petranikova. Sie fügte jedoch hinzu, dass die Methode weiterer Forschung bedarf: „Da sich diese Methode skalieren lässt, hoffen wir, dass sie in den kommenden Jahren industriell eingesetzt werden kann.“
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