Evonik macht Fortschritte bei Batterierecyclingprozessen

Der Spezialchemiekonzern Evonik will das Recycling von Lithium aus Antriebsbatterien von Elektrofahrzeugen einfacher, wirtschaftlicher und umweltfreundlicher machen. Das hierfür entwickelte Keramikmembranverfahren soll in drei bis fünf Jahren marktreif sein.

Evonik-Forscher setzen auf Lithium-Recycling in einem elektrochemischen Prozess mit einer Keramikmembran. Nach Angaben des Unternehmens wird das Verfahren bereits im Versuchsmaßstab im Labor getestet.

Am Ende des Prozesses steht hochreines Lithiumhydroxid zur Herstellung von neuem Lithiumhydroxid zur Verfügung, das für die Produktion neuer Batterien geeignet ist. Laut Evonik zeichnet sich dieser Prozess vor allem durch seine hohe Effizienz aus. Ausgangspunkt ist die schwarze Masse, die aus einer Mischung der Kathodenaktivmaterialien besteht. Materialien wie Kobalt und Nickel werden während der hydrometallurgischen Verarbeitung extrahiert, wodurch eine Lithium enthaltende Laugungsflüssigkeit entsteht.

Hier setzt die von Evonik entwickelte Lithium-Ionen-selektive Membran an: Von der Seite mit der Recyclingflüssigkeit und einer positiv geladenen Anode lässt sie nur die positiv geladenen Lithium-Kationen auf die andere Seite mit der negativ geladenen Kathode gelangen. Dort bilden die Lithiumionen mit Hydroxid hochreines Lithiumhydroxid. Laut Evonik weist dieser einen Reinheitsgrad von nahezu 100 Prozent auf.

Dieser elektrochemische Prozess soll die bisher übliche hydrometallurgische Aufbereitung von Lithium ersetzen. Das neue Verfahren soll Wasser, Energie und Chemikalien sparen. In den deutschen Städten Hanau und Marl arbeitet Evonik nun daran, das Verfahren aus dem Labor in einen größeren Maßstab zu übertragen. Die Recyclingexperten sind zuversichtlich, das Keramikmembranverfahren in drei bis fünf Jahren zur Marktreife entwickelt zu haben. In diesem Jahr soll das Prototypendesign mit externen Partnern getestet werden, 2023 sollen Pilotmodule entstehen, 2024 dann die ersten größeren Module.

Elisabeth Gorman, Lithium-Recycling-Expertin bei Evonik, weist darauf hin: „In einigen Jahren werden viele Lithium-Ionen-Batterien das Ende ihrer Lebensdauer erreichen. Dadurch wird die Menge an Altbatterien stark ansteigen.“ kann zum Recycling von Lithium verwendet werden.“ Sie erklärt, dass diese Zahl aufgrund der vielen neuen Produktionsanlagen, die in Europa für die Massenproduktion von Batterien für Elektrofahrzeuge entstehen, noch steigen wird. Sie drängt darauf, dass eine Gesetzgebung in der EU nötig sei: „Insbesondere die EU drängt darauf, dass wertvolle Rohstoffe im Produktionskreislauf wiederverwendet werden. Bei Kobalt und Nickel ist das bereits realistisch, bei Lithium ist die Recyclingquote geringer.“ derzeit mehr als 5 Prozent.

In China, wo Elektrofahrzeuge schon seit längerem weit verbreitet sind, unterliegt die Wiederverwendung von Batterien in Second-Life-Anwendungen und Recyclingprozessen mehreren Phasen staatlicher Gesetzgebung, um die enorme Anzahl der zu recycelnden Batterien zu bewältigen.

Bereits im vergangenen Jahr hatte sich Evonik einem Konsortium mit vier weiteren Unternehmen, Forward Engineering, Lion Smart, Lorenz Kunststofftechnik und Vestaro, angeschlossen, um ein markenunabhängiges, leichtes Batteriekonzept für Elektrofahrzeuge zu entwickeln. Das Konsortium hat sich zum Ziel gesetzt, ein serientaugliches Leichtbatteriekonzept für BEV-Fahrzeuge zu entwickeln, das auf einheitlichen Baugruppen und einem marktübergreifenden Komponentenstandard basiert.

evonik.com

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