Aus alten Batterien kommt frisches Lithium

Mit einer raffinierten Technik gewinnen Forscher der Rice University aus verbrauchten Lithium-Ionen-Batterien das wertvolle Lithium zurück - und zwar in Form von Salz (Lithiumhydroxid), das sich direkt wieder zur Produktion von neuen Speichern nutzen lässt. 

Statt die Batterien zu schreddern und das Metall aus der dabei entstehenden "schwarzen Masse" mit Säuren herauszulösen, kehrt das Team um Sibani Lisa Biswal den Ladeprozess der Batterie einfach um.

Lithium wird sauber abgetrennt

"Wenn beim Laden einer Batterie Lithium aus der Kathode gezogen wird, dann sollte man dieselbe Reaktion zum Recycling erwägen. Durch die Kombination dieses Vorgangs mit einem kompakten elektrochemischen Reaktor können wir Lithium sauber abtrennen und genau das Salz herstellen, das die Hersteller benötigen", so Biswal. In einer funktionierenden Batterie würden beim Laden Lithium-Ionen aus der Kathode herausgelöst.

Die Rice-Forscher wenden dasselbe Prinzip auf Abfallkathodenmaterialien wie Lithium-Eisenphosphat an. Zu Beginn der Reaktion wandern Lithiumionen aufgrund der angelegten elektrischen Spannung durch eine dünne Membran in daran vorbeifliessendes Wasser. An der Gegenelektrode entsteht Hydroxid, das mit dem frisch gewonnenen Lithium reagiert. Das so entstandene Lithiumhydroxid wird abgetrennt und getrocknet.

Kürzerer Weg zu neuen Batterien

Der Prozess benötigt nur 103 Kilojoule Energie pro Kilogramm Batterieabfall. Das ist eine Grössenordnung weniger als bei bisher üblichen Recycling-Verfahren, bei denen übrigens meist Lithiumcarbonat entsteht. Dieses muss in einem zweiten Schritt in Lithiumhydroxid umgewandelt werden. Bei diesen Prozessen entstehen zudem problematische Abfälle.

"Die direkte Herstellung von hochreinem Lithiumhydroxid verkürzt den Weg zurück in neue Batterien. Das bedeutet weniger Verarbeitungsschritte, weniger Abfall und eine widerstandsfähigere Lieferkette", unterstreicht Biswals Kollege Haotian Wang. Der Prozess funktioniere auch bei anderen Kathodenmaterialien wie Lithium-Eisenphosphat und Lithium-Manganoxid. (pressetext.com)