98 % Rückgewinnung in 20 Minuten: großer Erfolg im Batterierecycling

Altbatterien landen häufig einfach auf dem Müll. Die Rückgewinnung der Inhaltsstoffe wie Cobalt, Lithium und Seltene Erden ist aufwändig, teuer und umweltschädlich. Nur wenige Batterien durchlaufen den langwierigen Prozess, um dann in anderer Form wieder in den Verkaufsregalen zu landen. Alles in allem ein unbefriedigender Zustand, der vielleicht bald ein Ende hat: Ein neues Verfahren soll deutlich schneller, billiger, einfacher und umweltfreundlich sein.

Mehr Umweltschutz und riesige Zeitersparnis

Flash Joule Heating, so nennen die US-Forscher um Weiyin Chen von der Rice University in Texas ihr neues Verfahren zum Batterierecycling mittels kurzer, starker Erhitzung. Die organischen Inhaltsstoffe werden dabei vollständig verkohlt, die Metalle und Metalloxide lösen sich heraus. In Laborversuchen gelang eine 98-prozentige Rückgewinnungsquote, und das nach nur 20 Minuten. Danach brauchten die Wissenschaftler nicht einmal die üblichen starken Löse- und Bleichmittel und viel weniger Säure als sonst, um die einzelnen Komponenten herauszutrennen. Für mehr Umweltschutz ist also auch gesorgt.

Die Temperatur schnellte hoch auf knapp 2.000 Grad Celsius

Das Flahs Joule Heating ist schon ein paar Jahre alt, doch nun wurde es zum ersten Mal auf diese Weise angewandt. Es handelt sich um eine sehr schnelle, elektrische Heizmethode. Zuerst jedoch haben die Forscher das Ausgangsmaterial fein gemahlen und Kupferwolle hinzugefügt. Das Gemisch füllten sie in eine hitzebeständige Quarzröhre, die sie mit zwei Graphit-Elektroden und einem 110-Millisekunden-Stromstoß aufheizten. Zum Einsatz kamen 80 Volt elektrische Spannung. Die Temperatur schoss dabei hoch bis auf fest 2.000 Grad Celsius, zerstörte die Struktur der enthaltenen Materialien und zerlegte dabei auch den Elektrolyten.

Heraus kam sogenanntes »aktivierbares Material« in Form einer schwarzen Masse. Der Einsatz konzentrierter Salzsäure erledigt den Rest. Aus dem bisherigen 24-Stunden-Prozess wurde so ein effektiver Quicky, der im Versuch bei sieben verschiedenen Batteriesorten funktionierte. Die Ausbeute blieb jedes Mal in etwa gleich. Flash Joule Heating fürs Batterierecycling reduziert den Salzsäureverbrauch um 87 %, den Wasserverbrauch um 26 % und den Energieverbrauch um 15 %. Die Treibhausgasemissionen sinken immerhin um 23 %. Das alles weist fraglos in die richtige Richtung.