Neue Methode revolutioniert Lithium-Recycling
Forschende der Rice University haben ein schnelles und umweltfreundliches Verfahren zur Rückgewinnung von Lithium aus Altbatterien entwickelt. Mithilfe von Mikrowellen und speziellen Lösungsmitteln kann das Lithium in nur 15 Minuten statt in zwölf Stunden gewonnen werden. Diese Innovation könnte den Bedarf an neuem Metall verringern und den umweltschädlichen Abbau von Lithium reduzieren.
28.08.2024
Forscher der Rice University haben ein neues Verfahren entwickelt, das das Recycling gebrauchter Lithiumbatterien wirtschaftlich attraktiver machen und damit den Bedarf an neu abgebautem Metall verringern könnte. Angesichts des wachsenden Widerstands gegen den umweltschädlichen Abbau, wie er derzeit in Serbien stattfindet, wo große Lithiumvorkommen erschlossen werden sollen, könnte dies eine nachhaltige Alternative zur Vorherrschaft Chinas und südamerikanischer Länder darstellen.
Lang, teuer, umweltschädlich
Immer mehr Akkus müssen entsorgt werden, weil ihre Kapazität nach einigen Jahren nicht mehr ausreicht. So sind Smartphones schnell entladen und Elektroautos können nur noch kurze Strecken zurücklegen. Eine Rückgewinnung des Lithiums ist zwar möglich, aber meist langwierig, teuer und umweltbelastend. Die neue Methode der Rice-Forscher hingegen beschleunigt die Rückgewinnung erheblich und erhöht die Recyclingquote deutlich.
Die Chemikerin Sohini Bhattacharyya und die Materialwissenschaftlerin und Nanoingenieurin Salma Alhashim verwenden bewährte starke eutektische Lösungen, die aus verschiedenen Substanzen bestehen und optimal gemischt werden, um flüssig zu bleiben. Andere Lithium-Recycling-Unternehmen haben bereits damit experimentiert, jedoch ohne nennenswerte Fortschritte, da der Prozess so langwierig war, dass eine wirtschaftliche Rentabilität nicht erreichbar schien.
Mit Mikrowellen zum Highspeed
Erhitzen würde das Auslaugen des wertvollen Metalls zwar beschleunigen, doch der Energieaufwand wäre untragbar hoch. „Wir haben eine Lösung verwendet, die aus einer Mischung von Cholinchlorid und Ethylenglykol besteht, da wir aus unseren früheren Arbeiten wissen, dass es funktioniert“, so Alhashim. Das Erhitzen mit Mikrowellen bot sich an, weil Cholinchlorid sehr effektiv aufnimmt, sich also schnell erwärmt. „Die Energie wird direkt auf die Moleküle übertragen, sodass die Reaktion viel schneller abläuft als bei herkömmlichen Heizmethoden“, so Bhattacharyya.
Mit dieser Methode konnte der Extraktionsprozess um das Hundertfache beschleunigt werden. In nur 15 Minuten konnten 87 Prozent des Lithiums gewonnen werden, während herkömmliche Erhitzungsmethoden bis zu zwölf Stunden benötigten. „Diese Methode erhöht nicht nur die Rückgewinnungsrate, sondern minimiert auch die Umweltauswirkungen, was ein vielversprechender Schritt in Richtung eines groß angelegten Einsatzes ist“, sagt Pulickel Ajayan, Materialwissenschaftler der Rice University.
