Geheime Technologie bei Lithium-Ionen-Akkus: Soda für die Hater?

Leute, in der Forschung zur Lithium-Ionen-Batterietechnologie in unserem Land gab es kürzlich wieder eine Reihe bahnbrechender Entwicklungen. Übrigens: Das Material, das beim Zerlegen ausgedienter Lithium-Ionen-Batterien anfällt, nennt man „schwarzes Pulver“ – und was ist mit dem Getränk? Wasser mit Kohlensäure, also Sodawasser. Das ist wirklich eine geniale Idee: 95 % des Lithiums lassen sich durch das Trinken dieses Getränks zurückgewinnen. Unser Land setzt im Zeitalter der neuen Energien stark auf den Bedarf an Lithiumressourcen. Lithium gilt als „weißes Öl“ und ist ein strategischer Rohstoff des Staates. Obwohl wir in den letzten zwei Jahren große Vorkommen entdeckt haben, ist der Bedarf einfach zu groß, sodass 50 % aus dem Import gedeckt werden müssen. In diesen unsicheren Zeiten ist die Rückgewinnung und Wiederverwertung von Lithiumressourcen von großer Bedeutung. Insbesondere während der Phase, in der Antriebsbatterien in großem Umfang aus dem Verkehr gezogen werden, steigen die Rückgewinnungsmengen und deren Anteil rasant an. Für das Recycling von Lithium-Ionen-Batterien gibt es drei Methoden. Die erste ist das direkte Recycling: mechanische Demontage, Zerkleinerung und Sortierung – mit geringem Energieverbrauch und geringer Umweltbelastung. In der Praxis sind die Anforderungen an die Reinheit der Rohstoffe jedoch hoch, sodass diese Methode nicht unbedingt geeignet ist. Die zweite Methode ist das Schmelzen bei hohen Temperaturen, bei dem Nickel und Kupfer zurückgewonnen werden können, die Rückgewinnungsrate für Lithium jedoch gering ist, der Energieverbrauch hoch ist und Abgase entstehen. Die dritte Methode ist die Auslaugung wertvoller Metalle mit Säuren und Laugen. Sie weist zwar eine hohe Rückgewinnungsrate auf, doch die anfallenden Abfallflüssigkeiten sind schwer zu entsorgen und stellen eine erhebliche Belastung für die Umwelt dar. Daher kritisieren ausländische Medien und Umweltschutzorganisationen die Batterierückgewinnung als „Scheinumweltschutz“. Lässt sich Effizienz mit Umweltschutz vereinbaren? Wissenschaftler haben einen neuen Ansatz gefunden: Man gibt dem schwarzen Pulver Soda zu trinken. Klingt das nicht ziemlich cool? Wie funktioniert das konkret? Zunächst erfolgt eine kontrollierte mechanochemische Behandlung. Dabei wird das schwarze Pulver aus den Batterien in einer Kugelmühle zerkleinert, wodurch die Anordnung von Lithium und anderen Metallen durcheinandergebracht wird und ein Material mit ungeordneter Struktur und einer lithiumreichen Oberfläche entsteht. So kann Lithium leichter mit Kohlendioxid und Wasser reagieren. Anschließend wird das Lithium aus den Batterien mit Kohlendioxid und Wasser schonend aufgelöst – und Kohlendioxid plus Wasser ergibt doch gerade Soda! Mit dieser Methode lassen sich über 95 % des Lithiums zurückgewinnen, wobei die Rückgewinnungseffizienz mit der von Hochtemperaturschmelzverfahren vergleichbar ist. Die verbleibenden Metalle wie Kobalt, Nickel und Mangan werden ebenfalls nicht entsorgt, sondern durch Upcycling für andere industrielle Anwendungen, beispielsweise als Katalysatoren, wiederverwertet. Der gesamte Prozess benötigt lediglich Wasser und Kohlendioxid – die gängigsten industriellen Rohstoffe –, kommt ohne Mahlmittel und chemische Reagenzien aus, lässt sich bei Raumtemperatur durchführen, ist sicher und wirtschaftlich und bindet zudem Kohlendioxid – wie großartig! Natürlich lassen sich bestehende Recyclingverfahren nicht von heute auf morgen umstellen, aber sobald eine erfolgreiche Anwendung im großen Maßstab erreicht ist, wird dies von großer Bedeutung für die Entwicklung von Elektrofahrzeugen, Energiespeichern im Stromnetz und der Lieferkette für grüne Energie sein. Meine Damen und Herren, unsere Wissenschaftler sind wirklich unglaublich clever – Lithium-Ionen-Batterien durch „Trinken“ zurückzugewinnen, das ist einfach atemberaubend!