Recycling von Lithium-Ionen-Akkus optimiert
Forscher der University of Leicester entwickeln elegante Technik zu Abtrennung von Graphit
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So werden künftig Lithium-Ionen-Batterien recycelt (Illustration: le.ac.uk) |
Leicester (pte004/26.02.2025/06:15)
Forscher der University of Leicester um Andy Abbott und Jake Yang trennen mithilfe eines eleganten technischen Verfahren beim Recycling von Lithium-Ionen-Batterien Graphit künftig von wertvollen Metallen wie Lithium, Kobalt und Nickel.
Graphit als ein Störfaktor
Die Fachleue schreddern die Batterien, wie es beim Recycling auch mit anderen Methoden üblich ist. Aufgrund des Graphits ist dieser Mix aus diversen Materialien schwarz. Diese "schwarze Masse" wird erst dann wertvoll, wenn das Graphit entfernt ist. Das gelingt per Nanoemulsion aus Wasser und Speiseöl.
Diese Emulsion herzustellen erforderte eine Idee, denn Wasser und Öl gehen stets getrennte Wege. Per Schneebesen lassen sich die beiden Flüssigkeiten zwar zwingen, vordergründig eine Verbindung einzugehen. Doch es handelt sich stets um Wasser, das kleine Öltröpfchen einschließt. Das Öl schwimmt irgendwann wieder oben.
Nanoemulsion mit Ultraschall
Eine Nanoemulsion ist nötig, in der die Öltröpfchen nur nanometergroß sind, also einen Durchmesser im Millionstel-Millimeter-Maß haben. Das gelingt nur, wenn der Schneebesen durch Ultraschall abgelöst wird. Diese Emulsion ist wochenlang stabil.
Die eingeschlossenen Nanotröpfchen binden Graphit an sich, wenn die Emulsion durch die schwarze Masse gepumpt wird. Mit der Zeit vereinigen sich die graphitbeladenen Nanotröpfchen zu größeren Gebilden, die an der Oberfläche schwimmen und einfach abgeschöpft werden.
Forscher errichten Pilotanlage
Im letzten Schritt werden die Fraktionen voneinander getrennt, sodass sie sich wiederverwenden lassen - einerseits zum Recyceln von schwarzer Masse, andererseits zur Herstellung neuer Elektroden für Batterien.
Der Metall-Mix wird mit metallurgischen Techniken separat, sodass die einzelnen Metalle wiederverwendet werden können. Gemeinsam mit Kollegen der University of Birmingham soll demnächst eine Pilotanlage gebaut werden, die pro Stunde zehn Kilogramm schwarze Masse recycelt.
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