Forscher untersuchen wasserbasiertes Batterie-Recycling

Millionen-Förderung für Verbundprojekt: Nachhaltigkeit und zirkuläre Wirtschaft im Fokus

Das Recycling von Lithium-Ionen-Batterien spielt nicht nur aufgrund seiner ökologischen Nachhaltigkeit eine immer größere Rolle in der Batterieforschung, sondern auch aufgrund der Rohstoffknappheit. Während in Deutschland und Europa die Anzahl an Produktionsstätten steigt, fehlt es an natürlichen Vorkommen zahlreicher Ausgangsmaterialien für die Batteriezellproduktion. An diesem Punkt setzt das neue Forschungsprojekt „ProRec“ (kurz für „Neuartige Prozesse während des Recyclings von wässrig prozessierten und zukünftigen Batterien“) an, das das MEET Batterieforschungszentrum der Universität Münster gemeinsam mit den im dortigen Fachbereich Chemie und Pharmazie ansässigen Instituten für betriebswirtschaftliches Management sowie für Anorganische und Analytische Chemie koordiniert. Mithilfe eines wasserbasierten Recyclingverfahrens wollen die Forscherinnen und Forscher Materialien aus wässrig prozessierten – also unter Verwendung von Wasser als Lösungsmittel hergestellten – Elektroden zurückgewinnen und auf ihre Weiternutzung hin analysieren. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert das Verbundprojekt über drei Jahre mit 3,2 Millionen Euro.

Ökologische und ökonomische Nachhaltigkeit im Blick

In der Kathodenherstellung für Lithium-Ionen-Batterien werden fluorfreie Binder eingesetzt, die wässrig prozessiert werden können und damit bereits in der Herstellung umweltfreundlich sind. „Für das Recycling bringen diese Binder neue Möglichkeiten mit sich“, erklärt Dr. Sascha Nowak, einer der Projektkoordinatoren und Leiter des Forschungsbereichs Analytik und Umwelt am MEET. Ziel des Projekts ist es, herauszufinden, wie sich die Wasserlöslichkeit der Binder nutzen lässt, um mittels wasserbasierter Recyclingprozesse sowohl das Aktivmaterial von den Stromsammlern abzulösen als auch die weiteren wasserlöslichen Bestandteile, wie zum Beispiel Lithiumsalze, zu extrahieren.

Um das neue Verfahren mit gängigen Recyclingmethoden vergleichen zu können, werden die wässrig prozessierten Elektroden zusätzlich über eine klassische Prozessroute rezykliert. Anschließend charakterisiert das Wissenschaftsteam die zurückgewonnenen Materialien, bereitet sie auf und untersucht sie im Hinblick auf einen Einsatz in neuen Batteriezellen. Zum Abschluss beurteilen die Forschenden den ökologischen Nutzen sowie die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens. „Mit dem Projekt stärken wir die zirkuläre Wirtschaft von Batterien“, sagt Sascha Nowak.

An dem Verbundprojekt beteiligt sind außerdem die Fraunhofer-Einrichtung Forschungsfertigung Batteriezelle FFB in Münster, das Institut für Aufbereitung, Recycling und Kreislaufwirtschaftssysteme der Technischen Universität Clausthal, das Institut für Partikeltechnik der Technischen Universität Braunschweig und das physikalisch-chemische Institut der Justus-Liebig-Universität Gießen.

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