Saarland – Projekt eLiRec

In einer Welt, die zunehmend auf erneuerbare Energien und Elektromobilität setzt, spielen Batterien eine zentrale Schlüsselrolle. Besonders Lithium-Ionen-Batterien sind unverzichtbar, um elektrische Fahrzeuge anzutreiben und überschüssigen Strom aus Wind- und Solaranlagen zu speichern. Doch die steigende Nachfrage nach Batterien bringt auch Herausforderungen mit sich. Die in den Batterien verwendeten Rohstoffe wie Lithium, Nickel und Kobalt sind begrenzt und oft in Regionen mit problematischen Abbau- und Umweltbedingungen verfügbar. Gleichzeitig erzeugt die wachsende Anzahl ausgedienter Batterien ein enormes Abfallproblem.

Die Europäische Union hat auf diese Herausforderungen mit strengeren Vorschriften reagiert, um eine nachhaltigere und verantwortungsbewusste Nutzung von Batterien zu fördern. Mit der neuen EU-Batterieverordnung, die 2023 in Kraft getreten ist, wird nicht nur ein stärkerer Fokus auf die Rohstoffbeschaffung und Lieferketten gelegt, sondern auch ambitionierte Recyclingquoten vorgeschrieben. Die Verordnung verpflichtet Batteriehersteller, sicherzustellen, dass ein Mindestanteil der verwendeten Materialien aus recycelten Quellen stammt. Zudem wird ein umfassendes System zur Rücknahme und Wiederverwendung alter Batterien etabliert, um geschlossene Materialkreisläufe zu fördern.

Effizientes Recycling ist eine Grundvoraussetzung, um die Kreislaufwirtschaft voranzutreiben und die ökologischen und sozialen Auswirkungen des Rohstoffabbaus zu minimieren. Durch innovative Recyclingmethoden können wertvolle Materialien zurückgewonnen und in neuen Batterien wiederverwendet werden, was nicht nur die Umwelt schont, sondern auch die Abhängigkeit von neuen Rohstoffquellen verringert. Nachhaltige Recyclinglösungen tragen somit dazu bei, den ökologischen Fußabdruck der Elektromobilität und erneuerbaren Energien zu reduzieren und geschlossene Materialkreisläufe zu etablieren.

Das Projekt Lithium-Ionen-Batterie Recycling mit elektrochemischen Extraktionsverfahren (eLiRec) adressierte, wie wertvolle Rohstoffe Lithium, Nickel und Kobalt aus alten Lithium-Ionen-Batterien (LIB) auf nachhaltige Weise zurückgewonnen werden können. Aktuell sind großskalige Recyclingmethoden oft energieintensiv und erfordern den Einsatz großer Mengen an aggressiven Chemikalien. Im eLiRec-Verfahren wird ein elektrochemischer Ansatz verfolgt, der es ermöglicht, diese Rohstoffe selektiv zu extrahieren. Zunächst werden Altbatterien unter Schutzgas in ihre einzelnen Bestandteile zerlegt und die daraus gewonnene „Schwarzmasse“ wird in Lösung gebracht. Durch elektrochemische Prozesse können in einer Durchflusszelle selektiv Wertstoffe, wie Lithium-Ionen, gezielt abgetrennt werden. So entsteht am Ende eine hochkonzentrierte Lösung, aus der Lithium für die Herstellung neuer Batterien genutzt werden kann. Das eLiRec-Verfahren bietet eine Alternative zu herkömmlichen Recyclingmethoden und kann auf andere Wertstoffe, wie beispielsweise seltene Erden, perspektivisch erweitert werden.

Projektlaufzeit: im Zeitraum vom 01.01.2022 – 31.05.2023 durchgeführt

Förderung: 328.971,14 Euro, davon 100 Prozent EFRE (REACT-EU)

Bild vergrößern: Versuchsaufbau in einem Labor.