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Mit der elektrohydraulischen Zerkleinerungsanlage können Verbundmaterialien selektiv aufgetrennt werden.
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Mit der elektrohydraulischen Zerkleinerungsanlage können Verbundmaterialien selektiv aufgetrennt werden.

In einem neuen Förderprojekt untersucht die Fraunhofer-Projektgruppe für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie IWKS des Fraunhofer-Instituts für Silicatforschung ISC, wie wertvolle Batteriematerialien möglichst ressourcenschonend zurückgewonnen und wieder für neue Batterien verwendet werden können.

Die zunehmende Verbreitung von Li-Ion-Akkus hat ein hohes Aufkommen an ausgemusterten Batterien zur Folge, die eine wertvolle Rohstoffquelle darstellen. Das Projekt 'NEW-BAT' will dabei ein innovatives sowie energie- und kosteneffizientes Verfahren zur Wiederverwertung von Batteriematerialien entwickeln, das möglichst breit eingesetzt werden kann.

Aktuelle Recyclingmethoden sind zu energieaufwändig und ineffizient

 

Die aktuell für gebrauchte Batterien und Produktionsabfälle aus der Batteriefertigung eingesetzten metallurgischen Recyclingmethoden sind energieintensiv und können nur elementare Metalle zurückgewinnen. Wertvoller wäre jedoch, so die Wissenschaftler, eine Rückgewinnung der eigentlichen Batteriematerialien, die bereits mit hohem Aufwand aus den Grundelementen hergestellt wurden, wie z.B. hochwertige Lithium-Metalloxide und bisher gar nicht recyclingfähige Kohlenstoffverbindungen. 

Gelänge dies, wären Energie- und Kosteneinsparungen möglich sowie eine nachhaltige Sicherung von Ressourcen wie Lithium. Die wertvollen Batteriematerialien sollen möglichst komplett aus den Altbatterien zurückgewonnen und so aufbereitet werden, dass sie direkt wieder in neuen Batterien eingesetzt werden können. Kernstück des neuen Recyclingprozesses ist die elektrohydraulische Zerkleinerung mittels Schockwellen. 

Aufspalten mit Schockwellen 

 

Dabei wird das zu zerkleinernde Material in ein flüssiges Medium, z.B. Wasser, eingebracht, das die über elektrische Entladung freigesetzten Schockwellen sehr gleichmäßig an das Material weitergibt. So soll es möglich werden, Komposite quasi berührungsfrei an den Materialgrenzen aufzuspalten, wodurch eine einfache und schonende Separation der Komponenten erreicht werde.

Danach könne das Materialgemisch aus den verschiedenen Batteriekomponenten – Kathode, Anode, Elektrolyt, Separator sowie Zell- und Batteriegehäuse – effizienten Trennverfahren unterzogen werden, die im Gegensatz zu metallurgischen Prozessen keine hohen Temperaturen einsetzen. Da v.a. die Elektrodenmaterialien der Batterien im Laufe ihrer Nutzungsdauer altern, sollen die Recyclingmaterialien einer genauen Prüfung und Aufbereitung unterzogen werden, um ihre ursprüngliche Qualität wiederherzustellen. 

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