E-Mobilit\u00e4t \u2013 vor allem erm\u00f6glicht durch regenerative Energiequellen \u2013 ist schon mal ein Schritt in Richtung Verkehrswende. Doch irgendwann ist auch mal ein Akku-Leben beendet. Experten rechnen derzeit damit, dass der Akku eines Elektrofahrzeugs nach 1000 Ladevorg\u00e4ngen ausgetauscht werden muss. Wie es dann mit ihm weitergehen soll, ist bis jetzt noch nicht zufriedenstellend gekl\u00e4rt. Ein Akku k\u00f6nnte recycled werden. Immerhin besitzen Lithium-Ionen-Batterien ein wertvolles Innenleben: F\u00fcr eine Reichweite von 600 Kilometern ben\u00f6tigt ein Elektrofahrzeug der Oberklasse einen etwa 780 Kilogramm schweren Akku. Diese enorme Leistungsf\u00e4higkeit beruht einerseits auf der chemischen Zusammensetzung sowie auch auf dem Design der als Kathode und Anode eingesetzten Materialien. Insbesondere an das Kathodenmaterial \u2013 einer hochwertigen Lithium-Nickel-Mangan-Cobalt-Sauerstoffverbindung \u2013, werden dabei spezielle Anforderungen hinsichtlich ihrer Zusammensetzung und Verarbeitung gestellt. Nur so l\u00e4sst sich die Funktionsweise beim Laden und Entladen des Akkus gew\u00e4hrleisten.<\/p>\n
Zwar gibt es mittlerweile schon einige Recyclingverfahren, doch beruhen diese auf einer vollst\u00e4ndigen Zerst\u00f6rung der in den Akkus enthaltenen Funktionsmaterialien. Hierf\u00fcr werden sie in energieaufwendigen Hochtemperaturprozessen aufgeschmolzen. Alternativ werden sie nach einer kompletten Vorzerkleinerung in chemischen Behandlungsschritten zu Metallsalzl\u00f6sungen umgesetzt. Beide Vorgehensweisen erfordern einen enormen Energieeinsatz sowie weitere, aufwendige R\u00fcckgewinnungs- und Reinigungsverfahren. Als Endprodukt entstehen dabei reine Metallsalze, die immerhin f\u00fcr die Herstellung von neuem Lithium-Nickel-Mangan-Cobalt-Oxid ben\u00f6tigt werden.<\/p>\n
Dabei k\u00f6nnte das Recycling der Akkus noch viel nachhaltiger sein. Zumal insbesondere das Kathodenmaterial nicht nur teuer ist, sondern es auch zu den seltenen Rohstoffen wie Kobalt oder Nickel geh\u00f6rt. Entsprechend erscheint die R\u00fcckgewinnung der im Kathodenmaterial enthaltenen Elemente wirtschaftlich. Zudem verringert sie die Abh\u00e4ngigkeit von Rohstoffimporten.<\/p>\n
Grund genug also f\u00fcr ein industriegef\u00fchrtes Konsortium in Kooperation mit der Brandenburgischen Technischen Universit\u00e4t Cottbus-Senftenberg (BTU)<\/a> an der qualit\u00e4tserhaltenden R\u00fcckgewinnung des Kathodenmaterials zu arbeiten.<\/p>\n Dazu Chemiker Prof. Dr. J\u00f6rg Acker, Projektleiter seitens BTU: \u201eUnser Ziel ist es, gemeinsam mit dem Recycling- und Logistik-Unternehmen Erlos<\/a> ein aktuell bew\u00e4hrtes Pilotverfahren zur Industriereife zu f\u00fchren. Mit dem Verfahren werden Lithiumtraktionsakkus teilautomatisiert demontiert und die enthaltenen Batteriezellen anschlie\u00dfend in ihre Bestandteile, wie Kathode und Anode, zerlegt. Das begehrte Kathodenmaterial befindet sich auf Tr\u00e4gerfolien aus Aluminium und wird ebenfalls automatisiert durch ein besonders schonendes Verfahren von den Folien abgetrennt und aufgefangen.\u201c<\/p>\n Dabei werden weitere Akkubestandteile, wie es zum Beispiel der Elektrolyt mit seinen Lithium-Komponenten ist, ohne Gef\u00e4hrdung von Mensch und Umwelt emissions- und verlustfrei zur\u00fcckgehalten. F\u00fcr die BTU \u2013 hier sind die Fachgebiete Physikalische Chemie und Aufbereitungstechnik beteiligt \u2013, h\u00e4lt das Projekt eine Reihe von besonderen Herausforderungen bereit:<\/p>\n Unser Team arbeitet daran, das Kathodenmaterial ohne eine Qualit\u00e4tsminderung zur\u00fcckzugewinnen, die beispielsweise durch mechanische Sch\u00e4digungen, chemische Ver\u00e4nderungen am Material oder ungewollt ablaufende Nebenreaktionen hervorgerufen werden kann…<\/p><\/blockquote>\n …Auch das urspr\u00fcngliche Design des Materials muss unbedingt erhalten bleiben, da es entscheidend f\u00fcr die Leistungsf\u00e4higkeit ist. Nicht mehr funktionsf\u00e4higes Kathodenmaterial wird abgetrennt\u201c, so Prof. Dr. Acker.<\/p>\n Aus dem r\u00fcckgewonnenen Kathodenmaterial werden Testbatterien verschiedener Gr\u00f6\u00dfe hergestellt. Projektpartner Hoppecke<\/a>, einem Spezialisten f\u00fcr Industriebatteriesysteme, wird diese intensiv untersuchen. Von den Messungen des Unternehmens werden Aussagen \u00fcber die Leistungsf\u00e4higkeit des r\u00fcckgewonnenen Materials und \u00fcber notwendige Verbesserungen im Prozess abgeleitet. Ziel des Projekts ist die Gro\u00dfserien-R\u00fcckgewinnung von qualitativ hochwertigem Kathodenmaterial. Die sogenannten Second-use-Lithium-Akkus sollen f\u00fcr Pkws, aber auch andere industrierelevante Anwendungen, wie beispielsweise Gabelstapler, Flurf\u00f6rderzeuge oder station\u00e4re Speicher, wieder genutzt werden.<\/p>\n Das Projekt wird seit Januar 2019 durch das Bundesministerium f\u00fcr Bildung und Forschung (BMBF)<\/a> gef\u00f6rdert.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" E-Mobilit\u00e4t \u2013 vor allem erm\u00f6glicht durch regenerative Energiequellen \u2013 ist schon mal ein Schritt in Richtung Verkehrswende. Doch irgendwann ist auch mal ein Akku-Leben beendet. 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