Batterierecycling, eine Herausforderung für Innovation und Kreislaufwirtschaft

Das Recycling von Lithium-Ionen-Batterien ist eine Herausforderung, die einen Unterschied für eine emissionsarme Zukunft machen kann.Ein amerikanisches Unternehmen hat eine Lösung gefunden.

• Lithium-Ionen-Batterien sind entscheidend für eine emissionsarme Zukunft.Die Nachfrage nach ihren Rohstoffen (Lithium, Kobalt, Nickel und Kupfer) wird voraussichtlich deutlich steigen.
• Ascend Elements ist ein US-amerikanisches Unternehmen, das Batteriemetalle recycelt, indem es effizientere Kathodenmaterialien an Hersteller weiterverkauft.
• Zwischen Demontageschwierigkeiten und niedrigen Sammel- und Recyclingquoten ist die Batterieabfallentsorgung in Europa immer noch eine offene Frage.

In Gesprächen, die sich um das Konzept von drehen Energiewende Es ist unmöglich, sie nicht mindestens einmal erwähnt zu hören.Der Lithium-Ionen-Batterien, verwendet fürElektroauto und es Energiespeicher, sind für die Dekarbonisierung der Weltwirtschaft von wesentlicher Bedeutung.Allerdings stellt sich die Frage, ob die Menge an Metallen (sog. Rohstoffen), aus denen die Batterien bestehen, ausreicht, um den wachsenden Bedarf zu decken.In einem Szenario mit Netto-Null-Emissionen bis 2050 ja Wertschätzung dass die Nachfrage nach Lithium um 2.000 Prozent steigen wird.Das von Kobalt wird um etwa 600 Prozent wachsen, der von Nickel um 300 Prozent und der von Kupfer um fast 200 Prozent.

Auch wegen Krieg in der Ukraine, erleben die Preise dieser Metalle einen deutlichen Anstieg.Mit einem China Da Europa und die Vereinigten Staaten den Markt für Elektrofahrzeuge dominieren, müssen sie sich auf Lösungen konzentrieren Batterierückgewinnung und -recycling und die Materialien, aus denen sie bestehen.Während es einerseits immer wichtiger wird, sie mit einem zirkulären Ansatz (Ökodesign) zu gestalten, können andererseits Innovationen auch viele Probleme lösen.

Das innovative Upcycling kritischer Rohstoffe

Anstatt die gesamte Kathodenkomponente der Batterien zu recyceln (die sich mit der Zeit verschlechtert), wie es die Konkurrenz tut, hat das US-Unternehmen Elemente aufsteigen hat ein Upcycling-Verfahren entwickelt, das Metalle zurückgewinnt, indem es sie in der Lieferkette wieder in den Kreislauf zurückführt.DER Kathodenmaterialien regeneriert dann kommen sie verkauft „nach Maß“ sodass Batteriehersteller je nach Bedarf unterschiedliche Konzentrationen an Nickel, Kobalt und Mangan benötigen können.

In der Praxis ist das innovative Verfahren, patentiert als Hydro-zu-Kathode, zerstört verbrauchte Batterien und verwandelt Abfall in schwärzlichen Sand.Nach der Entfernung aller Verunreinigungen – darunter Kunststoff-, Aluminium- und Kupferstücke – werden Nickel, Kobalt und Lithium gewonnen.Diese Metalle, aus denen die Kathode einer Batterie besteht.

„Wir gewinnen die Metalle aus Lithium-Ionen-Batterien zurück und wandeln sie in einen sehr nützlichen Rohstoff für Hersteller um“, sagte Michael O'Kronley, CEO von Ascend Elements, der Presse.„Durch die Kompensation des für die Herstellung herkömmlicher Batterien erforderlichen Bergbaus können wir die Kosten reduzieren CO2-Fußabdruck.Es ist ein komplexer Prozess, dessen Perfektionierung Jahrzehnte gedauert hat.

Außer tun Upcycling, die Technologie hat noch einen weiteren Vorteil.Zweite eine veröffentlichte Studie In der Fachzeitschrift Joule heißt es, dass Batterien, die aus recycelten Metallen von Ascend Elements hergestellt werden, einen Lebenszyklus haben, der den von herkömmlichen Batterien um 50 Prozent übertrifft, und dass sie schneller aufgeladen werden;Konkret steigt die Leistungskapazität um 88 Prozent.

Die Schwierigkeiten des Batterierecyclings in Europa

Was tun stattdessen, wenn es unterschiedliche Batterien gibt, die schlecht konstruiert und daher nicht gut recycelbar sind?Um dieses kritische Problem zu lösen, muss die Europäisches Parlament Ha vorgeschlagen eine neue Regelung, die die alte ersetzt Richtlinie 2006/66/EG. Ziel ist es, die Batterien von Haushaltsgeräten, Smartphones und Fortbewegungsmitteln bis 2024 kreislauffähig zu machen.„Sie müssen so gestaltet sein, dass Verbraucher und unabhängige Betreiber sie einfach und sicher selbst entfernen können“, heißt es in dem Vorschlag.

Das Problem ist real.In Europa werden jedes Jahr mehr erzeugt 1,9 Millionen Tonnen der Altbatterien, die derzeit nicht für die Verwertung am Ende ihrer Lebensdauer ausgelegt sind:Daher ist es auch schwierig, sie aus dem Gerät herauszunehmen und zu demontieren.Anders als bei der „destruktiven“ Methode von Ascend Elements liegt der Fokus der Forschung jedoch stärker auf der automatischen Demontage von Komponenten.Derzeit wird dieser Vorgang manuell im Labor durchgeführt;Es bleibt daher eine komplexe Herausforderung, diese Methode skalierbar zu machen.

Laut einem Studie Laut Eurobat erzielen Blei-Säure-Batterien für Fahrzeuge die höchsten Sammel- und Recyclingquoten (99 Prozent).Allerdings sind die Sammelquoten niedrig Tragbare Batterien:im Jahr 2018 nur die 48 Prozent der in Europa verkauften Produkte wurden zum Recycling gesammelt, was zum Verlust großer Mengen wertvoller Ressourcen führt.Laut I Daten Nach Angaben der Europäischen Kommission ist das Recycling stärker auf die Rückgewinnung von Kobalt, Nickel und Kupfer ausgerichtet, die als wirtschaftlich wertvoller gelten, mit einem geschätzten Wirkungsgrad von 95 Prozent für Kobalt und Nickel und 80 Prozent für Kupfer.Allerdings ist die Menge der zurückgewonnenen Metalle, die dann für die Produktion von Batterien verwendet werden, nach wie vor sehr gering.Nur 12 Prozent des in der EU verwendeten Aluminiums, 22 Prozent Kobalt, 8 Prozent Mangan und 16 Prozent des Nickels gelangen tatsächlich in einen Upcycling-Kreislauf.

Das Recycling von Batterien, insbesondere von Lithium-Ionen-Batterien, ist eine sich ständig weiterentwickelnde Welt.DER'Innovation und a zirkulärer Ansatz kann die Klimaauswirkungen von Rohstoffen abmildern, die bereits Protagonisten sind Energiewende.