Während Batteriemetalle wie Nickel oder Kobalt bereits in hohen Ausbeuten zurückgewonnen werden können, ist dies bei Lithium aufgrund des höheren technischen Aufwandes bisher noch nicht der Fall. „Forscher auf der ganzen Welt suchen nach Verfahren, die diesen wertvollen Batterierohstoff in hoher Qualität wirtschaftlich sinnvoll wiedergewinnen können“, sagt Dr. Ralph Marquardt, Chief Innovation Officer von Evonik. „Evonik möchte zu einer Lösung beitragen, die die E-Mobilität unter geringstmöglicher Umweltbelastung voranbringt.“
Dafür soll eine innovative Prozesskette im industrienahen Maßstab installiert werden, in der Lithium zunächst aus der Schwarzmasse – einem Gemisch aus unterschiedlichen Batterieaktivmaterialien – mithilfe eines speziellen thermochemischen Verfahrens in lösliche Lithiumverbindungen überführt und anschließend extrahiert wird. Das Lithium wird dann elektrochemisch mittels einer hoch selektiven keramischen Membran separiert und als Batterie taugliches Lithiumhydroxid-Monohydrat isoliert.
Innovatives Membranverfahren
Die Nutzung des innovativen Membranverfahrens soll eine kosten- und energieeffiziente Isolation von hochreinem Lithiumhydroxid ermöglichen und damit das Recycling von Lithium im Bereich der Batterieanwendung schließen. Evonik befasst sich bereits seit einigen Jahren mit der Entwicklung von Lithiumionen selektierenden keramischen Ionenleitern und deren Anwendung als Trennmembran in einem elektrochemischen Verfahren.
Rückgewinnung von Lithium ab 2027 Pflicht
Die Accurec Recycling GmbH ist auf die Rückgewinnung von Rohstoffen aus Lithium-Ionen-Batterien spezialisiert. „Durch das EarLi-Projekt und insbesondere mit Evonik als Partner wollen wir die Prozesskette im Lithiumkreislauf deutlich verkürzen und für Batterieanwendung effizient schließen“, sagt Accurec-Geschäftsführer Dr. Reiner Sojka. Weitere Verbundpartner neben Evonik sind das Darmstädter Öko-Institut und das Institut für Metallurgische Prozesstechnik (IME) an der RWTH Aachen. Rückenwind erhält das Forschungskonsortium von der EU: Die europäische Gesetzgebung macht die Rückgewinnung von Lithium und die Verwendung von recyclierten Rohstoffen ab 2027 zur Pflicht.
Recycling von E-Auto-Batterien gefördert
Mit der Fördermaßnahme „Forschung in der Schwerpunktförderung Batteriezellfertigung“ bewilligt das BMWK insgesamt über 150 Mio. Euro für knapp 40 Forschungsverbünde mit rund 200 Teilvorhaben. Das Projekt EarLi ist eines dieser Teilprojekte.
