Verbundprojekt „ProRec“ setzt auf Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft
Das Recycling von Lithium-Ionen-Batterien gewinnt in der Batterieforschung nicht nur wegen der Umweltverträglichkeit, sondern auch wegen der Rohstoffknappheit zunehmend an Bedeutung. Während die Zahl der Produktionsanlagen in Deutschland und Europa wächst, fehlt es an natürlichen Vorkommen zahlreicher Rohstoffe für die Batteriezellenproduktion. Hier setzt laut einer Medienmitteilung der Uni Münster vom 14.04.2023 das neue Forschungsprojekt ‚ProRec‘ (kurz für: Neuartige Verfahren beim Recycling von wässrig aufbereiteten und zukünftigen Batterien), das vom Batterieforschungszentrum MEET der Universität Münster gemeinsam mit den dortigen Instituten für Betriebswirtschaftslehre und Anorganische und Analytische Chemie im Fachbereich Chemie und Pharmazie der Universität Münster koordiniert wird.
Wiederaufladbare Batterien – Foto © Gerhard Hofmann, Agentur Zukunft, für Solarify
Mit einem wasserbasierten Recyclingverfahren wollen die Forscher Materialien aus wässrig aufbereiteten Elektroden zurückgewinnen und für die weitere Verwendung in Batteriezellen analysieren. Das BMBF fördert das Verbundprojekt mit insgesamt 3,2 Millionen Euro über einen Zeitraum von drei Jahren.
Ökologische und ökonomische Nachhaltigkeit im Fokus
Wässrig aufbereitete Kathoden setzen bereits bei der Elektrodenherstellung auf umweltschonende Verfahren. Bei der Herstellung von Kathoden für Lithium-Ionen-Batterien werden fluorfreie Bindemittel eingesetzt, die in wässriger Form verarbeitet werden können. „Für das Recycling eröffnen diese Bindemittel völlig neue Möglichkeiten“, erklärt Dr. Sascha Nowak, einer der Projektkoordinatoren und Leiter des Forschungsbereichs Analytik und Umwelt am MEET Battery Research Center. Ziel des Projekts ist es, herauszufinden, wie die Wasserlöslichkeit der Bindemittel genutzt werden kann, um sowohl das aktive Material von den Stromsammlern zu trennen als auch andere wasserlösliche Komponenten, wie Lithiumsalze, durch wasserbasierte Recyclingprozesse zu extrahieren.
Um das neue Verfahren mit aktuellen Recyclingmethoden zu vergleichen, werden die wässrig aufbereiteten Elektroden auch über einen konventionellen Prozessweg recycelt. Anschließend charakterisiert das Wissenschaftlerteam die zurückgewonnenen Materialien, bereitet sie auf und prüft sie für den Einsatz in neuen Batteriezellen. Abschließend bewerten die Forscher das Verfahren nicht nur hinsichtlich seines ökologischen, sondern auch seines ökonomischen Nutzens. „Mit diesem Projekt stärken wir die Kreislaufwirtschaft von Batterien“, sagt Nowak.
Weitere Projektpartner sind die Fraunhofer-Einrichtung für Batteriezellfertigung FFB, das Institut für Aufbereitungstechnik, Recycling und Kreislaufwirtschaft der Technischen Universität Clausthal, das Institut für Partikeltechnik der Technischen Universität Braunschweig und das Institut für Physikalische Chemie der Justus-Liebig-Universität Gießen.
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