Projekt zielt auf Batterie-Recycling ohne Auflösung der Aktivmaterialien

Im Projekt DiRecReg forschen Wissenschaftler des KIT aus Karlsruhe zusammen mit Industriepartnern an sogenannten „direkten“ Recyclingverfahren für gebrauchte Batterien. Mit im Boot sind dabei Branchengrößen wie Volkswagens Batterietochter PowerCo oder der Material- und Recyclingkonzern Umicore.

Die Projekt-Abkürzung DiRecReg steht für „Agile Prozesskette zum direkten Recycling von Lithium-Ionen-Batterien und Regeneration der Aktivmaterialien“. In dem vom Bundesforschungsministerium mit 2,95 Millionen Euro geförderten und auf drei Jahre angelegten Vorhaben sollen Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und Partner aus Industrieunternehmen eine vollständige Prozesskette entwickeln, um gebrauchte „Batterien effizienter zu verwerten, in dem sie die aktiven Komponenten funktionserhaltend zurückgewinnen“.

Hintergrund ist, dass aktuelle Recycling-Verfahren für E-Auto-Akkus die aktiven Batteriematerialien in ihre molekularen Bestandteile zerlegen. „Zwar können so bis zu 90 Prozent der kritischen Elemente, etwa Kobalt, Nickel und Mangan, wiedergewonnen werden, jedoch ist der Bedarf an Energie- und Chemikalien sehr hoch. Aus den gewonnenen Materialien muss zudem unter großem Energieaufwand und Rohstoffeinsatz Batteriematerial komplett neu hergestellt werden“, sagt Marco Gleiß vom Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Mechanik des KIT. Neuere, vielversprechende Ansätze für Altbatterien und Produktionsausschüsse basierten auf dem direkten Recycling von Aktivmaterialien. „Dabei werden die Aktivmaterialien nicht mehr vollständig aufgelöst. Stattdessen werden sie in die einzelnen Zellbestandteile zerlegt und dann mechanisch getrennt, um sie möglichst rein zurückzugewinnen.“

Die Herausforderungen bestehen dabei darin, dass sich das Materialverhalten des wiedergewonnenen Rezyklats noch nicht vorhersagen lässt, bisher keine Kriterien und Regeln existieren, um die Einsatzfähigkeit des gealterten Materials zu beurteilen und es derzeit noch an praxisnahen, wirtschaftlichen Lösungen fehlt, um die verschiedenen Batteriepacks ohne großen Aufwand bis hin zu den einzelnen Bestandteilen zerlegen zu können. Diesen kritischen Punkten soll sich DiRecReg widmen. Die Beteiligen werden sich „primär mit der Entwicklung einer agilen Prozesskette für das direkte Recycling von Lithium-Ionen-Batterien sowie der Regeneration der so wiedergewonnenen Aktivmaterialien beschäftigen“, so Projektkoordinator Dr. Thomas Dreyer von der Weber Ultrasonics AG.

Weber Ultrasonics agiert in dem Projekt als Konsortialführer, weitere Beteiligte sind PowerCo, Umicore, Schunk, Fibro Läpple Technology, Carl Padberg Zentrifugenbau sowie vier Institute des KIT (wbk Institut für Produktionstechnik, Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Mechanik, Institut für Angewandte Geowissenschaften – Professur für Geochemie & Lagerstättenkunde und die Arbeitsgruppe Thin Film Technology). Darüber hinaus unterstützt die Firma Siemens das Projekt als assoziierter Partner.

kit.edu