Die Kreislaufwirtschaft für Lithium-Ionen-Batterien soll künftig nicht nur möglich, sondern auch wirtschaftlich attraktiv werden
Die Kreislaufwirtschaft für Lithium-Ionen-Batterien soll künftig nicht nur möglich, sondern auch wirtschaftlich attraktiv werden
Foto: JanakaMaharageDharmasena (iStock)

Forschung Verbundprojekt IDcycLIB entwickelt grüne Lithium-Ionen-Batterie

Fünf Säulen für nachhaltige Batterien

Die stark zunehmende Elektromobilität ist ein wichtiger Schritt im Kampf gegen den Klimawandel, bringt allerdings auch einige unerfreuliche Nebenwirkungen mit sich. Die gravierendste betrifft den Einsatz von Lithium-Ionen-Akkus. Lithium ist ein endlicher Rohstoff, dessen Abbau schwere Umweltschäden nach sich ziehen kann. Ein – wirtschaftliches – Recycling von gebrauchten Akkus aus Elektrofahrzeugen scheitert momentan jedoch noch daran, dass zu wenig über Bestandteile, Zellchemie und Zustand bekannt ist. Das soll nun das Verbundprojekt IDcycLIB (kurz für: „Innovationsplattform einer grünen, detektierbaren und direkt recycelbaren Lithium-Ionen-Batterie“) ändern. In diesem Vorhaben arbeiten zwölf Partner aus Industrie und Forschung daran, ein „schlüssiges nachhaltiges und industrietaugliches Konzept für Batteriezellfertigung, -recycling und Aufbereitung transferfähig zu machen“. Damit soll eine Kreislaufwirtschaft für derartige Batterien nicht nur möglich, sondern auch wirtschaftlich attraktiv werden.

Für die Umsetzung dieses Ziels hat das Projekt-Konsortium fünf Säulen definiert:

  1. Grüne Batteriezelle: Ein wasserbasiertes Herstellungsverfahren für Batterieelektroden und Funktionsmaterialien soll den Einsatz von Lösemitteln und gefährlichen Prozesschemikalien obsolet machen.
  2. Design for Recycling: Design und Beschaffenheit der Bestandteile sollen ein leichtes und automatisiertes Zerlegen von Batterien sowie ein einfaches und kostengünstiges Sortieren und Wiederaufbereiten der Funktionsmaterialien ermöglichen.
  3. Detektierbarkeit/Batteriepass/digitaler Zwilling: Partikulare – und somit fälschungssichere – Marker, die leicht ausgelesen werden können, kodieren die Zellkomponenten, um eine Vorsortierung nach Zellchemismus und Bestandteilen zu ermöglichen sowie Trenn- und Aufbereitungsprozesse zu vereinfachen und Materialströme zu erfassen.
  4. Effiziente Recyclingprozesse: Dank schonender wasserbasierter elektrohydraulischer Zerlegung und materialsensitiver Sortierung durch innovative Zentrifugentechnologie wird ein hoher Reinheitsgrad bei den zurückgewonnenen Materialfraktionen für die anschließende Regeneration erreicht.
  5. Entwicklungsbegleitende Nachhaltigkeitsbewertung: Instrumente wie Life Cycle Assessment und Life Cycle Costing, eine Ableitung parametrisierter Modelle sowie die Entwicklung passender Software (wie LCA Calculator, Datenaustauschplattform) zur Evaluierung und Steuerung (digital) erfasster Materialströme gewährleisten eine nachhaltige Entwicklung und Kreislaufführung der grünen Batterien.

Die Laufzeit des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Projekts beträgt fünf Jahre und endet zum 30. September 2024. Projektbeteiligte: Carl Padberg Zentrifugenbau GmbH (Koordinator), Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC, Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS, Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg, Polysecure GmbH, Pure Devices GmbH, MAB Recycling GmbH, iPoint-systems gmbH, IFU Institut für Umweltinformatik Hamburg GmbH, EurA AG, BASF SE (assoziierter Partner) und Leclanché GmbH (assoziierter Partner).

Quellen

Alle Angaben ohne Gewähr und Anspruch auf Vollständigkeit