Schaumflotation: Doktorandin gewinnt wertvolles Graphit aus alten Batterien

Die zunehmende Nutzung von Batterien ist ein zweischneidiges Schwert. Einerseits ist es beispielsweise aus Sicht des Klimaschutzes durchaus erfreulich, wenn Verbrennungsmotoren durch Elektroantriebe ersetzt werden. Gleichzeitig ist die Umweltbilanz von Akkus und Batterien aber eher mittelmäßig. Dies liegt nicht zuletzt daran, dass zahlreiche Rohstoffe benötigt werden, die nur unter fragwürdigen Bedingungen abgebaut werden können. Die Lösung für diese Problematik ist allerdings seit langem bekannt: Das Recycling. Gelänge es, die benötigten Materialien aus alten Batterien zurückzugewinnen, könnte damit ein Großteil des Bedarfs gedeckt werden. Doch dies ist natürlich einfacher gesagt als getan. Bei Graphit etwa gibt es weltweit nur wenige natürliche Vorkommen. Das Recycling erscheint hier also besonders lohnenswert. Bisher gibt es aber schlicht noch kein Verfahren, mit dem das Recycling von Graphit aus alten Batterien ermöglicht wird. Ändern könnte dies aber die Doktorandin Anna Vanderbruggen vom Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf.

Die Partikel heften sich an Luftblasen und steigen nach oben

Denn sie hat sich verschiedene Prozesse angeschaut, die bei etablierten Recycling-Verfahren zum Einsatz kommen. Dabei stieß sie auf die sogenannte Schaumflotation. Diese kommt unter anderem beim Papier-Recycling, bei der Aufbereitung von Erzen und bei der Klärung vom Abwasser zum Einsatz. Vereinfacht ausgedrückt funktioniert das Verfahren so: Das Material wird fein gemahlen und anschließend mithilfe von Wasser in eine Art Schlamm verwandelt. Nun versetzt man das Ganze mit Luftblasen. Dies setzt den gewünschten Effekt in Gang: Die Mineralpartikel haften sich an die Luftblasen und steigen mit diesen nach oben. An der Oberfläche bildet sich dadurch ein Schaum, der dann gezielt abfließen kann. Auf diese Weise lassen sich die gewünschten Mineralien vom Rest trennen. Der Verdienst von Vanderbruggen besteht nun darin, nachzuweisen, dass dieser Ansatz auch beim Recycling von Graphit funktioniert. Der Öffentlichkeit präsentierte sie ihr Konzept unter anderem im Rahmen des Falling Walls-Wettbewerbs in Berlin.

Bisher landet Graphit noch zu oft auf dem Müll

Allen Prognosen zufolge wird die Nachfrage nach Graphit in den nächsten Jahren weiter zunehmen. Verantwortlich dafür ist vor allem die stark ansteigende Produktion von Batterien für Elektroautos. Es ist daher wichtig, neue Quellen für den begehrten Rohstoff zu gewinnen. Die Schaumflotation könnte nun dafür sorgen, dass das Graphit nicht einfach mit anderen Teilen der Batterie auf dem Müll landet, sondern zurückgewonnen und aufbereitet wird. Bis das Verfahren allerdings tatsächlich großflächig zum Einsatz kommen kann, sind noch einige Schritte zu unternehmen. So müssen Anlagen konzipiert werden, die eine Anwendung im industriellen Maßstab ermöglichen. Außerdem dürfte die Frage der Kosten in den Mittelpunkt rücken. Denn einerseits ist es natürlich gut, ein Verfahren zu besitzen, mit dem Graphit zurückgewonnen werden kann. Wirkliche Wirkung entfaltet dies aber nur, wenn das recycelte Graphit dann auch preislich konkurrenzfähig ist.

Via: HZDR