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VW plant, Batterien mehrfach zu recyceln

Kreislaufwirtschaft im großen Stil

Ein Konsortium an Forschern hat mit einem Projekt begonnen, wertvolle Rohstoffe aus Alt-Akkus wieder und immer wieder zurückzugewinnen.

Nachhaltig. Versorgungssicherheit. Kreislaufwirtschaft. Alles Schlagworte, die unsere Zeit beherrschen – doch wie kann das bei komplexen Dingen funktionieren, wie zum Beispiel bei einem E-Auto-Akku? Genau dieser Frage hat sich das Forschungskonsortium „HVBatCycle“ angenommen. Ihr erklärtes Ziel: Die wertvollsten Bestandteile von Antriebsbatterien durch Recycling mehrfach nacheinander zurückgewinnen. Vor allem geht es hierbei um Kathodenmetalle, Elektrolyt und Graphit, die dauerhaft im geschlossenen Materialkreislauf eingeführt werden sollen.

Der große Vorteil: Man benötigt weniger Materialien aus primären Quellen wie Minen oder Salaren, doch ganz so einfach funktioniert Multicycling zumindest noch nicht. Das Schließen des Kreislaufs erfordert komplexe interdisziplinäre Prozesse. Für eine effiziente, ökologisch und ökonomisch sinnvolle Verwertung müssen alle Verfahren aufeinander abgestimmt sein, um sortenreine und qualitativ hochwertige Sekundär-Materialien zu erzeugen. Dabei geht es insbesondere um Skalierbarkeit und Wirtschaftlichkeit.

Um ein wenig präziser zu werden: Im Fokus des Projekts steht die mechanisch-hydrometallurgische Recyclingroute, die sich durch einen geringen Energiebedarf und die Möglichkeit zu einer vergleichsweise einfachen dezentralen Verteilung bestimmter Recyclingprozesse auszeichnet. Das begünstigt eine lokale Kreislaufwirtschaft und sichert strategisch wichtige Rohstoffe, was die Abhängigkeit Europas von anderen Regionen der Welt deutlich reduziert.

HVBatCycle soll genau dafür effiziente Verfahren und Lösungen aufzeigen, schließlich muss bei allen Umweltaspekten auch die Wirtschaftlichkeit nicht aus den Augen verloren werden. Wie geht man also jetzt vor? Neben einer Automatisierung der Demontageprozesse und Rückgewinnung des Elektrodenmaterials geht es um eine weitgehend automatisierte Demontage von rückläufigen Batteriesystemen bis auf Zell- oder Elektrodenebene.

Bei der folgenden hydrometallurgischen Aufbereitung der „Schwarzen Masse“ aus Graphit und Batteriemetallen durch Wasser und chemische Lösemittel steht eine frühe und selektive Extraktion des Lithiums in löslicher Form sowie die Laugung, Fällung und Raffination enthaltener Metalle als Mischhydroxid-Konzentrat im Vordergrund. Dabei soll in Zusammenhang mit der erneuten Materialsynthese von kathodischem Aktivmaterial untersucht werden, ob die Auftrennung von Metallverbindungen wirklich erforderlich ist, um neues, vollumfänglich leistungsstarkes Kathodenmaterial herzustellen.

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