Das sog. COOL-Verfahren (CO₂-basierte Lithiumextraktion), ein Verfahren von der TU Bergakademie Freiberg, ermöglicht eine Lithiumrückgewinnung aus Batterie-Aktivmaterialien ohne den Einsatz umweltbelastender Säuren. In Versuchen sei nun festgestellt worden, dass das Verfahren auch ohne die energieintensive, überkritische CO₂-Phase zufriedenstellende Rückgewinnungsraten ermöglicht. Sandra Pavon, Gruppenleiterin "Hydrometallurgisches Recycling und Rohstoffchemie" am Fraunhofer IKTS, sagt: "Das Verfahren ist in der Lage, nur mit Wasser und CO₂ Lithium frühzeitig aus der Schwarzmasse fast vollständig zu extrahieren. Mit den im Projekt ‚MoLIBity‘ erreichten Optimierungen ist es uns gelungen, gegenüber den ursprünglichen Prozessparametern die Reaktionszeit zu halbieren und gleichzeitig den Energieverbrauch um 20 % zu senken. Bei gleichbleibend hoher Lithiummobilisierung von über 85 % konnte die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens somit deutlich gesteigert werden."

Ökobilanzierung

Im Rahmen des Projekts wird durch die BOKU University (Universität für Bodenkultur Wien) eine Ökobilanzierung des Prozesses durchgeführt, um die potenziellen ökologischen Umweltwirkungen, wie z. B. den CO₂-Fußabdruck, entlang der gesamten Wertschöpfungskette antizipativ abschätzen zu können. Hierbei wird auch die Lieferkette der Batterierohstoffe, der durch die frühzeitige Li-Extraktion (CO₂-Laugung) ermöglichte Wiedereinsatz von Recyclingmaterialien sowie die Entsorgung nicht-rezyklierbarer Reststoffe betrachtet. Und die Forschenden von Fraunhofer Austria widmeten sich der Frage, ob die im Entwurf für den Batteriepass geplanten Vorgaben auch tatsächlich das liefern, was die Recycling-Industrie benötigt. Interviews mit Vertretern verschiedener Unternehmen ergaben: Die Übereinstimmung des Informationsgehalts im digitalen Batteriepass mit aktuellen Bedarfen der Recycling-Industrie sei hoch. Verbesserungspotenzial gebe es im Hinblick auf Zukunftstechnologien.

Auch beim Unternehmen Saubermacher beschäftigt man sich im Rahmen des Projekts intensiv mit dem Thema Produktpass und den damit verbundenen Herausforderungen. Dabei steht insbesondere die Verbesserung der Rückverfolgbarkeit von Batterien entlang ihres gesamten Lebenszyklus sowie die Verfügbarkeit relevanter Daten für Recycling- und Verwertungsprozesse im Fokus. „Für uns ist es entscheidend, Informationen über Batterien künftig besser entlang der gesamten Wertschöpfungs- und Kreislaufkette verfügbar zu machen. Der Produktpass kann eine zentrale Rolle spielen, Transparenz zu schaffen und hochwertige Recyclingprozesse zu unterstützen. Langfristig verfolgen wir die Vision, auch Abfälle wie beispielsweise Altbatterien mit strukturierten Informationen zu begleiten. Sie sollen damit ähnlich wie Produkte behandelt werden können“, so Andreas Opelt, CEO der Saubermacher Dienstleistungs AG.

Analysemethoden von Schwarzmasse

Mit der Vielfalt der Analysemethoden von Schwarzmasse beschäftigte sich das Projektteam an der Montanuniversität Leoben und der BOKU University. Es wurden Laborvergleichsmessungen durchgeführt, wobei die gleiche Schwarzmasse von dreizehn Institutionen aus Industrie und Wissenschaft charakterisiert wurde. Hier wurden viele unterschiedliche Analyseverfahren eingesetzt.Dies verdeutlicht den Bedarf an verbindlichen Standards, um die Analyseergebnisse verschiedener Labore künftig vergleichbarer zu machen.

Weitere Informationen zum Projekt

Das Projekt MoLIBity wird durch die Forschungsförderungsgesellschaft FFG gefördert. Konsortialpartner sind Fraunhofer Austria, Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS, Montanuniversität Leoben, Saubermacher Dienstleistungs AG, Treibacher Industrie AG und BOKU University.

Quelle: Fraunhofer Austria Research