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Rohstoffentmachtung

Direktrecycling von Heimspeicher & Co. stärkt Unabhängigkeit von China

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Fraunhofer-Institut für Silicatforschung
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Die Neuproduktion von LFP-Aktivmaterial kann entfallen

Das EU-Projekt „ReUse“ setzt nämlich genau dort den Hebel an, wo klassische Recyclingverfahren mit Blick auf LFP-Zellen an ihre Grenzen stoßen. Statt die Materialien aus alten Batterien in Vorprodukte wie Metallsalze umzuwandeln, verfolgt man im Rahmen des Vorhabens nämlich einen innovativen Ansatz. Es geht darum, die Batteriematerialien – darunter die Kathoden- und Anodenmaterialien – durch ein sogenanntes Direktrecycling zu separieren und in ihrer ursprünglichen Struktur zu erhalten. So könnten diese Materialien direkt wiederverwendet und in neuen Batterien eingesetzt werden, sagen die ISC-Forscher. Das spare nicht nur Energie und reduziere CO₂-Emissionen, sondern erhalte auch die Funktion der Materialien. Ein weiterer Vorteil ist, dass die aufwendige Neuproduktion des Aktivmaterials entfällt. Das sei ein entscheidender Punkt, denn Hersteller von Aktivmaterial gebe es in Europa kaum. Die sitzen nämlich überwiegend in Asien. Durch „ReUse“ sichert Europa folglich seine strategische Unabhängigkeit von wichtigen Rohstoffen. Batterien treiben nicht zuletzt die Energiewende voran. Die Forschungsarbeit sorgt nun dafür, dass das alles nicht zur Herausforderung wird, sondern zur Chance für eine nachhaltigere Zukunft.

„Superkritisches“ CO₂ ist das Lösungsmittel der Wahl

Das Projekt wird dabei von einem Konsortium aus 13 Partnern aus sieben europäischen Ländern (Forschung und Industrie) getragen und vom ISC in Würzburg koordiniert. Das Ziel ist die Entwicklung automatisierter Verfahren für die Demontage, die Materialtrennung und die Sortierung der Rohstoffe. Auch die Aufarbeitung und die Reintegration werden betrachtet. Dazu gehören eine KI-gestützte (KI = künstliche Intelligenz) Sortierung, optimierte Entladeverfahren, robotergestützte Demontagesysteme sowie die präzise Trennung der Elektroden, die dabei ohne Beschädigung der Funktionsmaterialien geschieht. Für die Entfernung von Bindemitteln kommen innovative Verfahren in Betracht: Etwa der Einsatz von „superkritischem“ CO₂. Dabei verschwimmen die Eigenschaften von Gas (flüchtig) und Flüssigkeit (dicht). Es entsteht, wenn Druck und Temperatur über dem kritischen Punkt von 73,8 bar respektive 31,1 °C liegen. Es gilt als grünes Lösemittel und ermöglicht eine umweltfreundliche sowie effiziente Extraktion. Diese Methoden ermöglichten es, die Aktivmaterialien – nach einem Regenerationsschritt – direkt wieder in neuen Batterien einzusetzen. Das spart nach Aussage der ISC-Forscher Energie, senkt Kosten und macht das Recycling auch wirtschaftlich attraktiv.

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