In alten Bergwerken: Forscher gewinnen wertvolles Lithium aus Grubenwasser

Das Alkalimetall Lithium wird unter anderem für die Produktion von Batterien für Elektroautos benötigt. Bisher allerdings wird der Rohstoff in Deutschland nicht abgebaut. Der Bedarf wird also vollständig über Importe gedeckt. Dies ist aus zwei Gründen nicht optimal. Zum einen werden in den Förderländern nicht immer alle Sicherheits- und Arbeitsschutzvorschriften eingehalten. Zum anderen könnte die deutsche Wirtschaft im Falle einer Knappheit auf dem Weltmarkt mit teilweise leeren Händen dastehen. Einen Vorgeschmack darauf gab es bereits im Jahr 2018. Damals kostete eine Tonne Lithiumkarbonat stolze 15.600 Euro. Inzwischen hat sich der Preis auf nur noch rund 5.500 Euro reduziert. Ähnliche Schwankungen sind aber auch zukünftig nicht auszuschließen. Denn zahlreiche Firmen haben angekündigt, in Deutschland Batteriezellen produzieren zu wollen.

Das Wasser aus den Bergwerken muss dauerhaft abgepumpt werden

Es könnte daher durchaus sinnvoll sein, die hierzulande vorhandenen Vorräte ebenfalls abzubauen. Tatsächlich existieren dafür bereits eine Reihe von Ideen. So wird im Erzgebirge ein klassischer Bergwerksstollen geplant, um eine Lithium-Ader auszubeuten. Im Rheintal wiederum arbeitet man daran, den wertvollen Rohstoff aus Geothermie-Wasser zu gewinnen. An einem ganz neuen Ansatz forscht wiederum das Leibniz-Institut für neue Materialien in Saarbrücken. Dort will man das Grubenwasser aus alten Bergwerken nutzen, um Lithium abzubauen. Um dies zu verstehen, ist ein Blick in die deutsche Bergbau-Historie sinnvoll. Denn sowohl im Ruhrgebiet als auch im Saarland gibt es zahlreiche stillgelegte Bergwerksstollen. Diese laufen immer wieder mit Wasser voll. Dieses Grubenwasser muss abgepumpt werden. Andernfalls könnte es sich mit dem Grundwasser vermischen und das Trinkwasser verschmutzen.

Das Potenzial: Bis zu 1.900 Tonnen Lithium im Jahr

Eine andere Lösung existiert bisher nicht. Stand jetzt müssen die Pumpen also schlicht ewig laufen. Die gute Nachricht: Auf dem Weg durch das Gestein bis in die Stollen nimmt das Wasser auch kleine Mengen an Lithium auf. Konkret befinden sich in einem Liter Grubenwasser rund 20 Milligramm Lithium. Nutzt man das komplette Grubenwasser im Saarland und im Ruhrgebiet entspräche dies rund 1.900 Tonnen Lithium im Jahr. Die Forscher lassen das Wasser daher aktuell zu Testzwecken durch eine Zelle mit zwei Elektroden laufen. Diese besitzen eine unterschiedliche Polarität, wodurch Lithium- und Chlor-Ionen in der Zelle bleiben, während das Wasser wieder abfließt. Füllt man nun Frischwasser hinzu, entsteht Lithiumchlorid. Anschließend wird der Vorgang mehrmals wiederholt, um die Konzentration zu erhöhen. Zum Schluss wird das Wasser dann zur Verdunstung gebracht. Aus dem Lithiumchlorid wiederum lässt sich dann das gewünschte Lithium gewinnen.

Der Weltmarktpreis entscheidet über die Wirtschaftlichkeit

Doch lohnt sich diese etwas ungewöhnliche Form der Lithium-Gewinnung überhaupt? Diese Frage kann aktuell nicht seriös beantwortet werden. Verantwortlich dafür sind zwei Faktoren. Zum einen stehen die Forscher mit ihren Versuchen noch ganz am Anfang. Bisher können sie daher noch nicht sagen, wie viele Tonnen Lithium tatsächlich zu welchem Preis aus dem Grubenwasser gewonnen werden können. Zum anderen ist natürlich auch der Weltmarktpreis von entscheidender Bedeutung. Je höher dieser liegt, desto mehr Ansätze zur Lithium-Gewinnung lohnen sich finanziell. Aktuell gehen Experten davon aus, dass ab dem Jahr 2025 die Nachfrage das Angebot übersteigen wird. Oder anders ausgedrückt: Ab dann ist mit stark steigenden Preisen zu rechnen. Bis dahin sollte auch die Forschungsarbeit im Saarland abgeschlossen sein. Möglicherweise kann die deutsche Wirtschaft dann tatsächlich mit heimischem Lithium aus Kohlekraftwerken versorgt werden.

Via: Der Spiegel

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