Das Recycling von Batterien gewinnt zunehmend an Bedeutung, da sie in einer Vielzahl von Alltagsgeräten wie Uhren, Radios, Taschenlampen, E-Scootern und E-Autos eingesetzt werden. Prof. Dr. Stefan Bracke von der Bergischen Universität Wuppertal erklärt, dass diese Geräte oft ähnliche Batteriezellen verwenden, jedoch in unterschiedlicher Anzahl. Ein E-Scooter könnte beispielsweise mit 15 Zellen ausgestattet sein, während ein Tesla rund 7.000 bis 8.000 Zellen nutzt. Die Wiederverwertung dieser Batterien ist entscheidend, um wertvolle Ressourcen zu schonen und Umweltbelastungen zu reduzieren.
An der Bergischen Universität wird in Kooperation mit der Diondo GmbH die Sicherheit gebrauchter Batterien durch den Einsatz von Computertomografie (CT) untersucht. Das Hauptziel dieser Forschung ist es, Anomalien zu identifizieren, die ein Sicherheitsrisiko darstellen könnten, um die Batterien sicher und effizient wiederverwenden oder recyceln zu können. Dabei werden Batteriemodule zerlegt, während die einzelnen Zellen mithilfe von CT-Scans analysiert werden.
Sicherheitsrisiken und Lebensdauer
Fehlerhafte Batterien können gravierende Risiken mit sich bringen. Im schlimmsten Fall können sie bei Kurzschlüssen Brände verursachen. CT-Scans sind in der Lage, potenzielle Gefahrenquellen wie Kratzer oder Fremdkörper in den Batterien frühzeitig zu erkennen. Darüber hinaus ermöglichen diese Scans Rückschlüsse auf die verbleibende Lebensdauer von Batterien, indem Veränderungen im Elektrolyt festgestellt werden. Diese Technologie wird bereits erfolgreich in anderen Industrien, wie der Luftfahrt- und Automobilbranche, zur Fehlererkennung eingesetzt.
Ein herausragendes Beispiel für die Wiederverwendung von Batterien kommt aus einem Projekt, bei dem Batteriezellen aus E-Autos in Photovoltaik-Speicher umgebaut wurden. Dies hat das Potenzial, die Lebensdauer der Batterien erheblich zu verlängern. Zudem gibt es im Forschungsprojekt „RELIBRE“ Bestrebungen, alternative, kostengünstigere Messmethoden zu entwickeln, die ebenso sicher sind wie CT-Analysen. Ein weiterer Aspekt ist die Entwicklung einer Künstlichen Intelligenz, die automatisch Fehler in Batterien erkennen kann.
Recyclingkapazitäten in Europa
Parallel zu diesen Entwicklungen legen die Recyclingstätten in Europa großen Wert auf eine effiziente Rückgewinnung von Rohstoffen aus Lithium-Ionen-Batterien. Diese Recyclingstandorte sind in zwei Hauptkategorien unterteilt: „Spokes“ (Vorbehandlung) und „Hubs“ (Rückgewinnung). In den Spokes erfolgt das Pretreatment, welches die Sammlung, Entladung, Demontage und mechanische Aufbereitung von Altbatterien zur Gewinnung einer sogenannten schwarzen Masse umfasst. Diese schwarze Masse ist reich an wertvollen Metallen wie Lithium, Nickel und Kobalt.
Im Gegensatz dazu findet in den Hubs das Refinement statt, wobei verschiedene metallurgische oder elektrochemische Verfahren angewendet werden. Aktuell beträgt die Recyclingkapazität in den Hubs in Europa rund 350.000 Tonnen pro Jahr, während die Spokes eine Kapazität von etwa 300.000 Tonnen pro Jahr erreichen. Diese Kapazitäten sollen bis 2026 weiter ansteigen, da die Nachfrage nach nachhaltig recycelten Rohstoffen wächst.
Die Transportkosten von Lithium-Ionen-Batterien, die als Gefahrgut gelten, sind ebenfalls ein wichtiger Faktor in diesem Prozess. Daher ist eine dezentrale Sammlung in den Spokes von Vorteil, während die Hubs zentral und infrastrukturell gut angebunden sind. Die Steigerung der Recyclingkapazitäten übersteigt bald den Bedarf, was auf den wachsenden Fokus auf nachhaltige Praktiken hinweist. Laut der Prognose sind bis 2030 in den Hubs signifikante Erweiterungen der Kapazitäten zur Wiederaufbereitung angekündigt.
Insgesamt zeigt die Kombination aus innovativen Technologien wie CT-Scans und dem Fokus auf nachhaltiges Recycling das Potenzial, die Lebensdauer von Batterien zu verlängern und gleichzeitig einen wertvollen Beitrag zum Umweltschutz zu leisten. Während die Forschung weiterhin Fortschritte macht, wird die Branche zunehmend durch effektive, sichere Methoden zur Wiederverwertung und Rückgewinnung von Rohstoffen geprägt.
Remscheider General-Anzeiger berichtet, dass …
Nature bietet weitere Informationen.
Fraunhofer ISI erläutert die Recyclingmethoden in Europa.