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Verfahrenstechnik 9/2022

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Verfahrenstechnik 9/2022

t BATTERIERECYCLING AUS

t BATTERIERECYCLING AUS ALT WIRD NEU UMWELTTECHNIK In LiBinfinity erarbeiten Partner aus Forschung und Industrie ein ganzheitliches Konzept zur Wiederverwertung der Materialien von Lithium- Ionen-Batterien. Dazu wird ein mechanischhydrometallurgisches Verfahren ohne energieintensive Prozessschritte vom Labor in einen industriellen Maßstab überführt. Die Nachhaltigkeit der Elektromobilität hängt wesentlich von den Batterien ab. Diese enthalten wichtige Rohstoffe wie Lithium, Kobalt, Nickel und Mangan. Die in Lithium-Ionen-Batterien verwendeten Materialien lassen sich zu über 90 Prozent stofflich wiederverwerten. Doch das nun gestartete Projekt LiBinfinity geht weit darüber hinaus und zielt auf ein ganzheitliches Recyclingkonzept für Lithium-Ionen-Batterien (LiB). „Vor allem bei der Elektrifizierung von Lkw benötigen Autorin: Dr. Sybille Orgeldinger, freie Wissenschaftsjournalistin, Karlsruhe EIN GANZHEITLICHES RECYCLING­ KONZEPT VERRINGERT EUROPAS ROHSTOFFABHÄNGIGKEITEN die Batterien so viel Material, dass ein Einsatz der Rezyklate für andere Anwendungen nicht ausreichend ist“, sagt Professor Helmut Ehrenberg, Leiter des Instituts für Angewandte Materialien – Energiespeichersysteme (IAM-ESS) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT). „Vielmehr bedarf es eines geschlossenen Kreislaufs bei den Batterien selbst. Das bedeutet, die Materialien aus gebrauchten Batterien zur Herstellung neuer Batterien zu verwenden.“ In LiBinfinity erarbeiten Partner aus Forschung und Industrie einen Ansatz, der sich von Logistikkonzepten bis hin zur Reinte gration von Rezyklaten in den Lebenszyklus der Batterie erstreckt. Sie entwickeln ein mechanisch-hydrometallurgisches Verfahren, das ohne energieintensive Prozessschritte auskommt und höhere Recyclingquoten ermöglicht: Materialien, die sich nicht mechanisch trennen lassen, werden unter relativ niedrigen Temperaturen mithilfe von Wasser und Chemikalien aufgespalten. S4 SUPPLEMENT 02/2022

Reine Luft HOHE ANFORDERUNGEN ERFÜLLEN Das KIT übernimmt in LiBinfinity die Aufgabe, die Rezyklate, das heißt, die wiedergewonnenen Stoffe, auf ihre Eignung als Ausgangsstoffe für die Herstellung neuer Batterien zu prüfen. „Diese Validierung ist unerlässlich, da Materialien für Batterien hohe Anforderungen erfüllen müssen“, erklärt Dr. Joachim Binder, Leiter der Forschungsgruppe Synthese und keramische Pulvertechnologie am IAM-ESS. „Vor allem gilt dies für Kathodenmaterialien, die Effizienz, Zuverlässigkeit, Lebensdauer und Kosten der Batterien wesentlich mitbestimmen.“ Am KIT laufen für LiBinfinity folgende Arbeiten: Eingangskontrolle der Rezyklate, Synthese neuwertiger Kathodenmaterialien, Elektrodenfertigung, Herstellung von großformatigen Lithium- Ionen-Batteriezellen in Industriequalität, Zelltestung und Bewertung der Batteriezellen. Basierend auf den Untersuchungen werden die Anforderungen an die Qualität der Rezyklate festgelegt, um diese in den Wertstoffkreislauf zurückführen zu können. Ein ganzheitliches Recyclingkonzept für Batteriematerialien verbessert nicht nur die Nachhaltigkeit der Elektromobilität unter ökologischen, ökonomischen und sozialen Aspekten, sondern verringert auch Europas Rohstoffabhängigkeiten. Bilder: Markus Breig, KIT; Patrick P. Palej – stock.adobe.com www.kit.edu Für die Produktion von Lebensmitteln und Pharmazeutika • Zertifiziert nach EUund US FDA-Richtlinien • Individuelle Formen und Größen • Kompetente technische Beratung • Granulieren / Mischen • Tablettieren / Beschichten • Trocknen / Fördern • Lagern / Verarbeiten • Abfüllen / Verpacken LIBINFINITY Für das Projekt LiBinfinity hat sich ein Konsortium um die Licular GmbH zusammengefunden, einem 100-prozentigen Tochterunternehmen der Mercedes-Benz AG. Am Standort Kuppenheim entsteht eine Recycling-Pilotanlage mit einer Jahreskapazität von 2.500 t. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) fördert LiBinfinity in der Fördermaßnahme zum „Batterie-Ökosystem“ mit knapp 17 Mio. Euro. LiBinfinity soll wesentlich dazu beitragen, die von der Europäischen Kommission vorgeschlagenen und derzeit noch in Abstimmung befindlichen Zielvorgaben im Rahmen der EU-Batterieregulierung zu erfüllen. Besuchen Sie uns auf der POWTECH 27.-29. September 2022 Halle 3A · Stand 3A-135 R +B Filter GmbH 74243 Langenbrettach rbfilter.de