Chalmers University arbeitet an Batterierecycling mit Oxalsäure

Das Verfahren ermögliche die Rückgewinnung von 100 Prozent des Aluminiums und 98 Prozent des Lithiums aus E-Auto-Akkus, heißt es in einer Mitteilung der Universität. Zudem werde der Verlust wertvoller Rohstoffe wie Nickel, Kobalt und Mangan minimiert.

Im Batterierecyclinglabor der Universität Chalmers hat das Team mit der Aufarbeitung von schwarzer Masse – also der pulverförmigen Mischung der wichtigen Aktivmaterialien einer Batterie – in Oxalsäure experimentiert. Konkret handelt es sich um eine E-Auto-Batterie von Volvo. In der Mitteilung wird das Verfahren ähnlich dem „Aufbrühen von Kaffee“ beschrieben. Tatsächlich ist es deutlich komplexer, da die Temperatur, Konzentration und Dauer genau aufeinander abgestimmt werden mussten, damit die Prozedur mit Oxalsäure den gewünschten Effekt hat. Oxalsäure kommt übrigens in Pflanzen wie Rhabarber und Spinat vor.

„Bisher ist es niemandem gelungen, genau die richtigen Bedingungen zu finden, um so viel Lithium mit Oxalsäure abzutrennen und gleichzeitig das gesamte Aluminium zu entfernen. Da alle Batterien Aluminium enthalten, müssen wir es entfernen können, ohne die anderen Metalle zu verlieren“, erklärt Léa Rouquette, Doktorandin an der Chemieabteilung der Uni.

Bei den derzeit verbreiteten, hydrometallurgischen Verfahren wird die schwarze Masse in einer anorganischen Säure gelöst. Anschließend werden „Verunreinigungen“ wie Aluminium und Kupfer entfernt, um die Aktivmaterialien wie Kobalt, Nickel, Mangan und Lithium separat zurückzugewinnen.

Die Forschenden aus Schweden merken dazu aber an, dass selbst bei geringen Restmengen von Aluminium und Kupfer mehrere Reinigungsschritte erforderlich sind – und jeder Schritt in diesem Prozess könne zu Lithiumverlusten führen. Mit der neuen Methode kehren die Forscher die Reihenfolge um und gewinnen zuerst Lithium und Aluminium zurück. Dadurch können sie den Verlust wertvoller Metalle reduzieren, die für die Herstellung neuer Batterien benötigt werden. 

Auch beim nächsten Schritt gibt es eine Analogie zum Aufbrühen von Kaffee: Während Aluminium und Lithium in der Flüssigkeit landen, verbleiben die anderen Metalle in den „Feststoffen“. Der nächste Schritt im Prozess ist die Trennung von Aluminium und Lithium. „Da die Metalle sehr unterschiedliche Eigenschaften haben, glauben wir nicht, dass es schwierig sein wird, sie zu trennen. Unsere Methode ist ein vielversprechender neuer Weg für das Batterierecycling – ein Weg, der definitiv weitere Erkundungen erfordert“, sagt Rouquette. 

„Wir brauchen Alternativen zu anorganischen Chemikalien. Einer der größten Engpässe in heutigen Prozessen ist die Entfernung von Restmaterialien wie Aluminium. Dies ist eine innovative Methode, die der Recyclingindustrie neue Alternativen bieten und zur Lösung von Problemen beitragen kann, welche die Entwicklung behindern“, sagt Martina Petranikova, Professorin des Fachbereichs. Das Verfahren müsse aber noch weiter erforscht werden. „Da die Methode skalierbar ist, hoffen wir, dass sie in den kommenden Jahren in der Industrie eingesetzt werden kann.“

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