Wiederverwertung: Recycling im Elektro-Zeitalter

Wenn Elektromobile mit kiloweise Lithium in ihren Batterien die Straßen erobern, sind Engpässe absehbar. Deutsche Forscher suchen nach Methoden, um das Leichtmetall aus verbrauchten Akkus wiederzuverwerten.

Millionen Tonnen Lithium lagern in den Salzseen Südamerikas. Das klingt üppig - und reicht tatsächlich noch für Jahrzehnte. Doch wenn Elektromobile mit kiloweise Lithium in ihren Batterien die Straßen erobern, sind Engpässe absehbar. Dann werden auch die Kosten steigen.

"Wir empfehlen deshalb, ein Recyclingsystem für Lithium aufzubauen", sagt Luis Tercero Espinoza vom Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung in Karlsruhe. Dazu gehört auch, eine geeignete Großtechnologie zu finden. Denn die gibt es bisher nicht.

Gleich zwei Projekte, die vom Bundesumweltministerium gefördert werden, sollen Abhilfe schaffen. Beteiligt sind Universitäten, Automobil- und Batteriehersteller, Recycling-, Chemiebetriebe und das Öko-Institut in Freiburg. Im Projekt LithoRec entwickeln Forscher der Technischen Universität (TU) Braunschweig zusammen mit Wissenschaftlern der Universität Münster ein mechanisch-chemisches Recyclingsystem.

Die gebrauchten Batterien werden entladen, geöffnet, getrocknet und geschreddert. Was übrig bleibt, wird unter anderem mit Sieben und Magnetabscheidern sortiert. "So können wir das lithiumhaltige Aktivmaterial zu fast 100 Prozent wiedergewinnen", sagt der TU-Forscher Christian Hanisch.

Allerdings hat sich das Material durch den Gebrauch chemisch verändert, und neben Lithium stecken noch andere Stoffe darin, zum Beispiel Kobalt und Grafit. Der gealterte Materialmix wird in mehreren Schritten chemisch getrennt und aufbereitet. Das Endprodukt sind Lithiumverbindungen, die direkt wieder in die Batterieproduktion gehen können.

Rund 90 Prozent des Batterierohstoffs bleiben so erhalten. Für die chemischen Recycling-Schritte ist der Projektpartner Chemetall zuständig. In seinem Betrieb in Langelsheim im Harz baut er gerade eine Pilotanlage. Im Herbst soll sie in Betrieb gehen.

Am zweiten Lithiumrecycling-Projekt LiBRi arbeiten unter anderem Forscher der Technischen Universität Clausthal in Clausthal-Zellerfeld. Sie wollen das Recyclingverfahren ihres Hanauer Projektpartners Umicore erweitern. Das Unternehmen bereitet schon heute tonnenweise alte Lithiumionen- und Nickelmetallhydridakkus aus Handys oder Laptops wieder auf, allerdings ohne das Lithium herauszuholen.

Die Methode ist eher krude: Die Batterien werden, so wie sie sind, in einem Schachtofen eingeschmolzen. Aus der Schmelze lässt sich dann wertvolles Kobalt, Nickel und Kupfer wiedergewinnen. "Das Lithium aber reichert sich im Flugstaub und vor allem in der Schlacke an", berichtet Tobias Elwert von der TU Clausthal. Seine Aufgabe ist es nun, das Metall daraus zu befreien. Gerade prüft er, in welchen Kristallarten der Schlacke besonders viel Lithium steckt. Diese Kristalle sollen dann abgetrennt und das Lithium in mehreren chemischen Prozessen wiedergewonnen werden.

Beide Verfahren sind noch nicht ausgereift. Unklar ist deshalb auch, welches ökonomisch und welches ökologisch besser ist. Ein vergleichendes Gutachten des Öko-Instituts in Freiburg soll diese Frage nun klären. Im Herbst, meint Elwert, könnte es eine erste grobe Schätzung geben.