TU Freiberg testet neue Schredder-Anlage für Batterie-Recycling
Ziel der Forschenden ist es, das Batterie-Recycling effizienter und wirtschaftlich attraktiver zu machen. Die neue Schredder-Anlage ermöglicht es, ausgediente Batteriezellen bis zu einem Gewicht von 2,5 Kilogramm in einem Schritt zu zerkleinern. Dabei entstehen Partikel zwischen 0 und 20 Millimeter, insbesondere feine Partikel, die sogenannte Schwarzmasse. Diese enthält die wertvollen Rohstoffe Nickel, Kobalt und Lithium.
„Unser Ziel ist es, diese Materialien möglichst vollständig zu gewinnen. Ab 2027 beziehungsweise 2031 wird dies durch die Neufassung der europäischen Batterieverordnung für die Entsorgung und Wiederverwertung von Batterieabfällen erforderlich. Wichtig ist in diesem Zusammenhang die Qualität der Schwarzmasse. Verunreinigungen durch weitere Bestandteile der Batteriezelle wie Aluminium, Kupfer oder Kunststoff sollen vermieden werden. Die neue Anlage ermöglicht es uns, umfangreiche experimentelle Studien durchzuführen und so die Qualität der Schwarzmasse zu optimieren“, sagt Professor Urs Peuker, Direktor des Instituts für Mechanische Verfahrenstechnik und Aufbereitungstechnik an der TU Bergakademie Freiberg.
Sensoren und Kameras zeichnen die Prozesse auf. Die Schredder-Anlage ist onlinefähig und sammelt die Ergebnisse aus den Experimenten in einer speziellen Forschungsdatenbank. In dieser Datenbank werden nicht nur die Ergebnisse aus dieser Anlage gesammelt, sondern auch viele weitere Daten von der TU Bergakademie und ihren Partnern am Standort Freiberg, wie dem Helmholtz-Institut Freiberg und dem Fraunhofer THM, zusammengeführt.
Die neue Schredder-Technologie kann sowohl für Batterien aus Powertools oder E-Bikes genutzt werden als auch für größere Zellen aus Elektro- und Hybridfahrzeugen. Die finale Schwarzmasse wird durch weitere im Pilotmaßstab durchgeführte Schritte, wie Sieben, Sichten oder Magnetscheidung, erzeugt.
„Ein weiterer Vorteil der Anlage ist die geschlossene Bauweise. Die leichtflüchtigen Elektrolyte, die beim Zerkleinern der Batterien austreten, können damit wiedergewonnen werden. Dadurch steigt zum einen die Prozesssicherheit und zum anderen die Recyclingquote aller Bestandteile“, erklärt Alexandra Kaas, Gruppenleiterin für Recycling.
Die Forschungsanlage wurde im Rahmen des Projekts „InfraDatRec“ angeschafft, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung aus dem Sondervermögen „Energie- und Klimafonds“ mit insgesamt rund 7 Millionen Euro bis Ende September 2024 gefördert wurde.
Bereits im Sommer begannen die ersten Tests zum Schreddern der Batterien. Neue Sensoren sollen bald für die Anbindung der Schredder-Anlage an Datenbanken und die Datenanalyse mittels künstlicher Intelligenz sorgen. „Batterie-Recycling ist komplexer geworden – die klassischen einfachen Methoden und Werkzeuge stoßen an ihre Grenzen. An der für Sachsen wichtigen Leittechnologie der Elektromobilität entwickeln und demonstrieren wir die Zukunft der Recycling-Technologien“, erklärt Professor Urs Peuker. „Das geht nur mit Live-Datenerfassung, Big Data und KI!“
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