{"id":171924,"date":"2026-01-07T07:26:00","date_gmt":"2026-01-07T06:26:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=171924"},"modified":"2025-12-19T16:57:13","modified_gmt":"2025-12-19T15:57:13","slug":"neuer-recharge-to-recycle-reaktor-verwandelt-batterieabfalle-in-neue-lithium-rohstoffe","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/neuer-recharge-to-recycle-reaktor-verwandelt-batterieabfalle-in-neue-lithium-rohstoffe\/","title":{"rendered":"Neuer Recharge-to-Recycle-Reaktor verwandelt Batterieabf\u00e4lle in neue Lithium-Rohstoffe"},"content":{"rendered":"\n\n\n

Mit der weltweit zunehmenden Verbreitung von Elektrofahrzeugen werden Altbatterien schnell zu einem gro\u00dfen Abfallstrom.\u00a0Lithium<\/a>\u00a0ist teuer in der Gewinnung und Aufbereitung, und die meisten derzeitigen Recyclingmethoden sind energie- und chemieintensiv und f\u00fchren h\u00e4ufig zur Gewinnung von Lithiumcarbonat, das zur Wiederverwendung zu Lithiumhydroxid weiterverarbeitet werden muss.<\/p>\n\n\n

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\"Von
Von links nach rechts: Sibani Lisa Biswal, Yuge Feng und Haotian Wang.
\u00a9 Jorge Vidal\/Rice University<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Anstatt geschredderte Batteriematerialien (“schwarze Masse”) zu schmelzen oder in starken S\u00e4uren aufzul\u00f6sen, hat ein Team von Ingenieuren an der Rice University einen saubereren Ansatz entwickelt, indem es die Abfallkathodenmaterialien wieder aufl\u00e4dt, um Lithiumionen in Wasser zu locken, wo sie sich mit Hydroxid verbinden und hochreines Lithiumhydroxid bilden.<\/p>\n\n\n\n

“Wir haben uns eine grundlegende Frage gestellt: Wenn das Aufladen einer Batterie Lithium aus einer Kathode herauszieht, warum sollte man dann nicht dieselbe Reaktion f\u00fcr das Recycling nutzen?”, so Sibani Lisa Biswal, Vorsitzende des Rice Department of Chemical and Biomolecular Engineering und William M. McCardell Professor in Chemical Engineering. “Indem wir diese Chemie mit einem kompakten elektrochemischen Reaktor kombinieren, k\u00f6nnen wir Lithium sauber abtrennen und genau das Salz herstellen, das die Hersteller wollen.”<\/a><\/p>\n\n\n\n

In einer funktionierenden Batterie werden durch das Aufladen Lithiumionen aus der Kathode gezogen. Das System von Rice wendet dasselbe Prinzip auf Abfallkathodenmaterialien wie Lithiumeisenphosphat an. Wenn die Reaktion beginnt, wandern die Lithiumionen durch eine d\u00fcnne Kationenaustauschmembran in einen flie\u00dfenden Wasserstrom. An der Gegenelektrode wird durch eine weitere einfache Reaktion Wasser aufgespalten und Hydroxid erzeugt. Das Lithium und das Hydroxid verbinden sich dann im Wasserstrom zu Lithiumhydroxid, ohne dass scharfe S\u00e4uren oder zus\u00e4tzliche Chemikalien ben\u00f6tigt werden.<\/p>\n\n\n\n

Die k\u00fcrzlich in der Zeitschrift Joule<\/em> ver\u00f6ffentlichte Forschungsarbeit demonstriert einen l\u00fcckenlosen Membran-Elektroden-Reaktor, der nur Strom, Wasser und Batterieabf\u00e4lle ben\u00f6tigt. In einigen Modi ben\u00f6tigte der Prozess nur 103 Kilojoule Energie pro Kilogramm schwarzer Masse – etwa eine Gr\u00f6\u00dfenordnung weniger als bei herk\u00f6mmlichen S\u00e4ureauslaugungsmethoden (ohne deren zus\u00e4tzliche Verarbeitungsschritte). Das Team vergr\u00f6\u00dferte die Anlage auf 20 Quadratzentimeter, f\u00fchrte einen 1.000-st\u00fcndigen Stabilit\u00e4tstest durch und verarbeitete 57 Gramm Industrieru\u00df, der von seinem Industriepartner TotalEnergies geliefert wurde.<\/p>\n\n\n\n

“Die direkte Herstellung von hochreinem Lithiumhydroxid verk\u00fcrzt den Weg zur\u00fcck in neue Batterien”, sagte Haotian Wang, au\u00dferordentlicher Professor f\u00fcr Chemie- und Biomolekulartechnik und neben Biswal Mitverfasser der Studie. “Das bedeutet weniger Verarbeitungsschritte, weniger Abfall und eine stabilere Lieferkette.”<\/p>\n\n\n\n

Mit dem Verfahren wurde Lithiumhydroxid mit einem Reinheitsgrad von \u00fcber 99 % hergestellt – sauber genug, um es direkt in die Batterieherstellung einzuspeisen. Au\u00dferdem erwies sich das Verfahren als \u00e4u\u00dferst energieeffizient: In einem Modus wurden nur 103 Kilojoule Energie pro Kilogramm Abfall verbraucht, in einem anderen 536 Kilojoule. Das System erwies sich als langlebig und skalierbar, da es bei 1.000 Stunden Dauerbetrieb eine durchschnittliche Lithium-R\u00fcckgewinnungsrate von fast 90 % aufwies.<\/p>\n\n\n\n

Der Ansatz funktionierte auch bei verschiedenen Batterietypen, einschlie\u00dflich Lithium-Eisenphosphat, Lithium-Mangan-Oxid und Nickel-Mangan-Kobalt-Varianten. Noch vielversprechender war die Demonstration der Rolle-zu-Rolle-Verarbeitung ganzer Lithiumeisenphosphat-Elektroden direkt aus Aluminiumfolie – ohne Schaben oder Vorbehandlung.<\/p>\n\n\n\n

“Die Rolle-zu-Rolle-Demonstration zeigt, wie dies in automatisierte Demontagelinien integriert werden k\u00f6nnte”, sagte Wang. “Man f\u00fchrt die Elektrode ein, versorgt den Reaktor mit kohlenstoffarmer Elektrizit\u00e4t und gewinnt Lithiumhydroxid in Batteriequalit\u00e4t”.<\/p>\n\n\n\n

Als N\u00e4chstes wollen die Forscher die Technologie weiter ausbauen, indem sie gr\u00f6\u00dfere Stacks entwickeln, die Schwarzmassebeladung erh\u00f6hen und selektivere, hydrophobe Membranen entwerfen, um eine hohe Effizienz bei h\u00f6heren Lithiumhydroxid-Konzentrationen zu erreichen. Au\u00dferdem sehen sie in der Nachbehandlung – dem Konzentrieren und Kristallisieren von Lithiumhydroxid – die n\u00e4chste gro\u00dfe Chance, den Gesamtenergieverbrauch und die Emissionen zu senken.<\/p>\n\n\n\n

“Wir haben die Lithiumextraktion sauberer und einfacher gemacht”, so Biswal. “Jetzt sehen wir den n\u00e4chsten Engpass ganz klar. Wenn man die Konzentration in Angriff nimmt, kann man die Nachhaltigkeit noch weiter verbessern.<\/p>\n\n\n\n

<\/div>\n\n\n\n

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