Fraunhofer IFAM entwickelt elektrochemisches Verfahren für Akkurecycling

Das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM hat ein elektrochemisches Recyclingverfahren für Akkus entwickelt. Es soll weniger energieintensiv sein und Kohlendioxidemissionen verursachen als die herkömmlichen hydrometallurgischen Verfahren.

Das Fraunhofer-Team aus Bremen hat Elektroden entwickelt, mit denen die Rohstoffe zurückgewonnen werden, und per Siebdruck hergestellt. Dazu wird das bei dem Recycling anfallende Prozesswasser in einen elektrochemischen Reaktor geleitet, in dem sich die Elektroden befinden.

„Dank ihrer speziellen Eigenschaften entziehen die Elektroden dem Abwasser gezielt Ionen und speichern diese“, sagte Cleis Santos, Leiterin der Gruppe Elektrochemische Verfahren für Recycling und Wasseraufbereitung. „So können sie etwa Lithium-Ionen binden – und wir erhalten am Ende des Prozesses den separierten Stoff in Pulverform und hoher Reinheit.“

Die Idee der Forscher ist, die Elektroden so anzupassen, dass sie jeweils für einen bestimmten Rohstoff funktionieren: für Lithium ebenso wie für Kobalt, Kupfer oder Nickel. Selbst die sogenannten Metalle der Seltenen Erden, die derzeit importiert werden müssen, sollen sich so aus alten Akkus oder Elektroschrott zurückgewinnen lassen.

Recycling verschiedener Rohstoffe

„Langfristig ist es denkbar, dass in einer großen Anlage das Abwasser durch mehrere Reaktoren geleitet wird“, erläutert Santos. „So könnten wir innerhalb derselben Anlage unterschiedliche kritische Rohstoffe recyceln.“

Daneben habe das elektrochemische Verfahren einige Vorteile gegenüber den hydrometallurgischen, die üblicherweise eingesetzt werden, sagt das Fraunhofer-Team: Es benötige weniger Energie und sei damit günstiger. Zudem werde weniger Kohlendioxid emittiert, und es werden keine Chemikalien wie Laugen oder Säuren eingesetzt.

„Gemäß EU-Vorgaben müssen Hersteller künftig häufiger den gesamten CO₂-Fußabdruck vom Rohstoff bis zum Produkt nachweisen, in neuen Produkten muss außerdem mehr recyceltes Material eingesetzt werden. Die Frage nach Effizienz und Qualität der Rückgewinnung wird also immer wichtiger“, sagte Julian Schwenzel, Abteilungsleiter für Elektrische Energiespeicher am Fraunhofer IFAM.

Das Fraunhofer IFAM hat gezeigt, dass das Verfahren im Labor funktioniert. Jetzt arbeitet das Team an einer großen Pilotanlage. Das Verfahren soll sich außer zur Wiedergewinnung von Rohstoffen auch zur Meerwasserentsalzung und zur Aufbereitung von Klinikabwässern eignen.

(wpl)