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Batterierecycling als bedeutender Bestandteil einer nachhaltigen Elektromobilität

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BMU gefördertes Forschungsprojekt MERCATOR gestartet

Ein Konsortium bestehend aus sieben Partnern aus Industrie und Forschung stellt sich seit August dieses Jahres der Herausforderung, den Prozess des Recyclings von Li-Ionen Batterien vor dem Hintergrund ökologischer, ökonomischer und versorgungs¬technischer Aspekte zu optimieren.

Das vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMU) mit 2,9 Mio. Euro geförderte Projekt „Material Effizientes Recycling für die Circular economy von Automobilspeichern durch Technologie Ohne Reststoffe“, kurz MERCATOR verfolgt das Ziel, die hohen Entsorgungskosten von Batterien aus elektrisch angetrieben Fahrzeugen zu minimieren. Im Vordergrund steht hierbei die kostengünstige Rückgewinnung aller werthaltigen und zum Teil als kritisch eingestuften Sekundärrohstoffe sowie gleichzeitig die Verbesserung der Ökobilanz dieser Batterien.

Bislang sind die Entsorgungskosten pro Tonne Batteriemodule hoch, was dauerhaft, also mit höheren Abfallmengen für eine industrielle Anwendung nicht ökonomisch ist. Zudem werden in den aktuell angewendeten Prozessen die werthaltigen Komponenten wie Lithium oder Graphit nicht zurückgewonnen. Dies hat nicht nur einen negativen Effekt auf die Versorgung der europäischen Batteriezellenproduktion mit Sekundärmaterialien, sondern auch auf die Gesamtökobilanz und Wirtschaftlichkeit von Elektrofahrzeugen.

Ziel des MERCATOR Projektes ist die Erforschung und Weiterentwicklung der verfügbaren Techniken im Hinblick auf Kostenreduktion durch Prozessvereinfachung und Eerlöserweiterung durch Rückgewinnung zusätzlicher Wertstoffe. Zunächst kommt ein innovativer Zonen-Ofen im Pilot-Maßstab erstmals zum Einsatz, in dem komplette Fahrzeugbatterien thermisch deaktiviert, und für einen anschließenden, sicheren und material¬effizienten Aufbereitungsprozess vorbehandelt werden. Dabei ermöglicht die Einstellung unterschiedlicher Temperatur- und Atmosphärenzonen des Mehrkammersystems die Batteriematerialien in ihrer chemischen Struktur zu verändert und optimal vorzubereiten.

Bisher nicht recyclingfähige Stoffe wie Lithium sollen dadurch in einem frühen Prozessstadium verlustarm und mit nur geringem Energie- und Betriebsmittelaufwand als Sekundärrohstoff zurückgewonnen werden. Parallel ist beabsichtigt, die typischerweise in Li-Ionen Batterien enthaltenen Oxide des Nickels und Kobalts weitgehend zu elementaren Metallen zu reduzieren und diese vorzeitig auszugeschleusen. Dies verkürzt die nachfolgende, im Projekt ebenfalls adressierte hydrometallurgische Prozesskette maßgeblich und verringert ihre Verluste signifikant.

Zusätzlich wird im Projekt gezielt die Aufbereitung und Reinigung des enthaltenen Graphits getestet, sodass auch dieser wieder als Rohstoff zur Verfügung stehen soll.

Die breite Aufstellung des Konsortiums ermöglicht die Aufteilung der individuellen Prozessschritte auf Projektpartner mit entsprechender Vorerfahrung und Expertise. Dies umfasst insbesondere die Produktbewertung wie auch die Einschleusung großer Altbatteriemengen für die Validierung des innovativen „circular economy“ Konzeptes.

Partner im Projekt MERCATOR:

ACCUREC Recycling GmbH; Institut für Metallurgische Prozesstechnik und Metall-recycling der RWTH Aachen; CTG GmbH; UVR-FIA GmbH; Öko-Institute e.V.; Ford-Werke AG; SQM S.A.; Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit

erschienen am: 2019-09-09 im europaticker



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