Fraunhofer IFAM entwickelt Pilotanlage für Rückgewinnung von Batterierohstoffen
Das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM arbeitet an einem elektrochemischen Verfahren, mit dem sich Lithium, Kobalt und Nickel beim Batterierecycling aus Prozesswasser zurückgewinnen lassen. Das geht aus einer Pressemitteilung des Instituts vom 1. April hervor. Im Rahmen des Projekts MeGaBat (Methoden zur elektrochemischen Gewinnung aktiver Batteriematerialien) will das Institut dazu beitragen, knappe Rohstoffe in hoher Reinheit in den Wertstoffkreislauf zurückzuführen und die Abhängigkeit von Importen zu senken.
Verfahren trennt Batterierohstoffe direkt aus dem Abwasser
Das Fraunhofer-Team nutzt das Prozesswasser aus dem Batterierecycling als Ausgangspunkt für die Rohstoffrückgewinnung. Dieses fließt in einen elektrochemischen Reaktor mit zwei am IFAM per Siebdruck hergestellten Elektroden, die Ionen gezielt aufnehmen und speichern. So kann das Team etwa Lithium in Pulverform und hoher Reinheit abtrennen, das gereinigte Wasser geht zurück in den Prozess. Mit entsprechend angepassten Elektroden lässt sich das Verfahren auch auf Kobalt, Nickel oder Kupfer ausweiten. Gegenüber hydrometallurgischen Verfahren kommt der Ansatz ohne Laugen und Säuren aus, braucht weniger Energie, senkt die Kosten und könnte die Effizienz des Gesamtverfahrens laut IFAM um 30 bis 40 Prozent steigern.
Dr. Cleis Santos, Leiterin der Gruppe Elektrochemische Verfahren für Recycling und Wasseraufbereitung am Fraunhofer IFAM, erklärte: „Dank ihrer speziellen Eigenschaften entziehen die Elektroden dem Abwasser gezielt Ionen und speichern diese. So können sie etwa Lithium-Ionen binden – und wir erhalten am Ende des Prozesses den separierten Stoff in Pulverform und hoher Reinheit.“
Im Labor hat das Team die Technologie bereits erfolgreich getestet, aktuell arbeitet es an einer großen Pilotanlage. Langfristig hält das Institut größere Anlagen mit mehreren Reaktoren für denkbar, um verschiedene kritische Rohstoffe innerhalb einer Linie nacheinander zurückzugewinnen. Perspektivisch soll das Verfahren auch Seltene Erden aus Elektroschrott erschließen.
Rohstoffabhängigkeit verschärft den Handlungsdruck
Hinter dem Projekt steht der wachsende Bedarf an Lithium-Ionen-Akkus für Elektroautos, Smartphones und Laptops. Laut der in der Mitteilung zitierten Deloitte-Studie stieg der Wert der Lithiumimporte nach Deutschland zwischen 2013 und 2023 von 514 Millionen auf 21 Milliarden Euro. Auch Kobalt und Nickel gelten als wirtschaftlich wichtig, sind aber schwer zugänglich. Bei Seltenen Erden ist Deutschland zu 100 Prozent auf Importe angewiesen, so Gruppenleiterin Santos. Gleichzeitig verschärfen EU-Vorgaben den Druck, Rohstoffe effizienter und in hoher Qualität zurückzugewinnen.
Dr. Julian Schwenzel, Abteilungsleiter für Elektrische Energiespeicher am Fraunhofer IFAM, erklärte: „Gemäß EU-Vorgaben müssen Hersteller künftig häufiger den gesamten CO₂-Fußabdruck vom Rohstoff bis zum Produkt nachweisen, in neuen Produkten muss außerdem mehr recyceltes Material eingesetzt werden. Die Frage nach Effizienz und Qualität der Rückgewinnung wird also immer wichtiger.“
Das Projekt ist bis Ende 2028 angesetzt und wird vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt gefördert.
