Lithium aus Batterieabfällen lässt sich kostengünstig zurückgewinnen

Lithium-Ionen-Akkus sind aktuell allgegenwärtig und an vielen Stellen in privaten Haushalten sowie bei Anwendungen in der Elektromobilität unterwegs. Gleichzeitig steigt der Bedarf an Lithium, dessen Gewinnung aufwändig und auch ökologisch belastend ist. Zudem sammeln sich immer mehr Batterieabfälle an. Aus diesen Batterieabfällen kann mit einem neuen Verfahren jetzt bis zu 70 % des Lithiums zurückgewonnen werden. Was dieses Verfahren besonders interessant macht ist die Möglichkeit des Recyclings ohne dass korrosive Chemikalien, hohe Temperaturen oder eine vorherige Sortierung der Materialien erforderlich sind. Dies geht jedenfalls aus einem Bericht der Forschenden hervor, der in der Zeitschrift Nature Communications Chemistry erschienen ist.

Das Verfahren wurde vom Institut für Angewandte Materialien – Energiespeichersysteme (IAM-ESS) des KIT zusammen mit dem vom KIT in Kooperation mit der Universität Ulm gegründeten Helmholtz-Institut Ulm für Elektrochemische Energiespeicherung (HIU) und der EnBW Energie Baden-Württemberg AG entwickelt.

"Das Verfahren eignet sich zur Rückgewinnung von Lithium aus Kathodenmaterialien unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung und damit für viele verschiedene marktübliche Lithium-Ionen-Batterien“, erklärt Dr. Oleksandr Dolotko vom IAM-ESS des KIT und vom HIU, Hauptautor der Publikation. „Es erlaubt ein kostengünstiges, energieeffizientes und umweltverträgliches Recycling.“

Die Forschenden 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, sei das Verfahren besonders energieeffizient, heißt es in einer Mitteilung aus Karlsruhe. Ein weiterer Vorteil liege im einfachen Ablauf, was den Einsatz im industriellen Maßstab erleichtern wird.