Forschung für hochwertiges Batterierecycling
Wie sich Batterien aus Elektrofahrzeugen effizienter wiederverwerten lassen, untersucht Merle Zorn am Fachbereich Bauingenieurwesen der FH Münster. Die Forscherin hat ein Labeling-System auf Grundlage eines QR-Codes entwickelt, welches unter anderem Informationen für eine automatisierte Demontage enthält.
Eine Verordnung, die die Hersteller zu einer solchen Art von Informationslabel verpflichtet, ist derzeit in der EU-Kommission in Arbeit. Das Konzept von Merle Zorn gibt Anregungen für eine Erweiterung. Dabei werden Angaben zu allen verbauten Rohstoffen integriert. Lithium-Ionen-Batterien zum Beispiel enthalten unterschiedliche Kathodenmaterialien, etwa Nickel-Mangan-Cobalt (NMC) oder Lithium-Eisen-Phosphat (LFP). Bislang sind Informationen darüber nicht auf den Akkus vermerkt.
Derzeit forscht Merle Zorn darüber, wie in Batterien verbautes Kupfer und Aluminium sortenrein wiedergewonnen werden kann. Im Bild: Je nach Recyclingmethode liegen die Metalle in unterschiedlichen Formen und Mischanteilen vor (Foto: FH Münster/Michelle Liedtke)
Kupfer und Aluminium sortenrein rückgewinnen
Merle Zorn forscht derzeit daran, den Output aus Recyclinganlagen von Lithium-Ionen-Batterien und damit die Qualität der wiedergewonnenen Materialien zu verbessern „Wir an der FH Münster konzentrieren uns auf eine frühzeitige, sortenreine Rückgewinnung von Kupfer und Aluminium, denn darauf liegt in der laufenden Forschung im Batterierecycling ansonsten wenig Augenmerk“, sagt die Bauingenieurin. Die beiden Metalle finden sich an verschiedenen Stellen in der Elektrofahrzeugbatterie. So ist beispielsweise das Kathodenmaterial auf Aluminium-, das Anodenmaterial auf Kupferfolie aufgetragen. Das Gehäuse der Akkus und Zellen besteht häufig aus Aluminium. Stromleitschienen aus Kupfer verbinden die Zellen und leiten den Strom von der Batterie zum Automotor. Im Rezyklat liegen Kupfer und Aluminium bisher meist als Mischung vor. Dadurch geht Aluminium in der Regel im Recyclingverfahren verloren.
Versuchsreihe mit Maschinenherstellern
Im November hat eine Versuchsreihe mit Maschinenherstellern stattgefunden, um zu prüfen, mit welchen Verfahren sich die Metalle noch weiter trennen lassen. „Im nächsten Schritt werten wir die Ergebnisse detailliert aus“, kündigt Merle Zorn an. „Es hat sich gezeigt, dass eine Unterscheidung und Trennung der Metalle mit verschiedenen Maschinen grundsätzlich möglich ist.“ Die Forschung ist eingebettet in das Verbundprojekt DemoSens – Digitalisierung einer automatisierten Demontage und sensorgestützten mechanischen Aufbereitung von Lithium-Ionen-Batterien für ein hochwertiges Recycling. Projektpartner sind Institute der RWTH Aachen University. Die Projektleitung liegt bei Prof. Dr. Sabine Flamme vom Institut für Infrastruktur – Wasser – Ressourcen – Umwelt (IWARU) der FH Münster. Das Projekt läuft seit dem 1. Oktober 2020 und noch bis zum 30. September 2023.
(Erschienen im EU-Recycling Magazin 01/2023, Seite 52, Foto: FH Münster/Michelle Liedtke)
