Aminosäure hilft beim Akku-Recycling
Mit der Verbreitung von Lithium-Ionen-Batterien nimmt auch die Zahl ausgemusterter Akkus zu. Ihr Recycling ist vielversprechend, um die Umweltbelastung zu verringern und gleichzeitig Rohstoffe, wie Lithium, Cobalt, Nickel und Mangan, für die Herstellung neuer Akkus bereitzustellen.
Die gängige hydrometallurgische Aufarbeitung verbrauchter Li-Ionen-Akkus basiert auf Säure- oder/und Ammoniaklaugungsverfahren. Der übermäßige und wiederholte Einsatz von Säuren und Basen erhöht jedoch die Umweltbelastung und die Sicherheitsrisiken. Sicherer und umweltfreundlicher wäre ein pH-neutrales Verfahren.
Über ein solches Verfahren hat nun ein chinesisches Forschungsteam in der Wiley-VCH-Zeitschrift Angewandte Chemie berichtet. Die neue Recyclingstrategie für verbrauchte Lithium-Ionen-Akkus basiert auf einem hydrometallurgischen Prozess in neutraler Lösung. So lassen sich Lithium und andere wertvolle Metalle auf umweltfreundliche, hocheffiziente und kostengünstige Weise auslaugen. Die Auslaugungseffizienz wird dabei effektiv durch einen Feststoff-Feststoff-Reduktionsmechanismus, einen sog. Batterieeffekt sowie die Zugabe der Aminosäure Glycin gesteigert.
Glycin erfüllt dabei zwei Aufgaben: Es und fängt die zuvor erzeugten Li- sowie Ni-, Co- und Mn-Ionen in Form von Komplexverbindungen ein und puffert den pH-Wert der Lösung im neutralen Bereich ab. der Struktur gelangen in die Lösung. Hier werden sie – Trick zwei – von Glycin „eingefangen“. Das Innerhalb von 15 Minuten gelang es, 99,99% Lithium, 96,86% Nickel, 92,35% Cobalt und 90,59% Mangan aus verbrauchten Kathoden auszulaugen.
Die effiziente Laugung in neutraler Lösung könnte neue Wege zur Realisierung eines groß angelegten umweltfreundlichen Recyclings von Altbatterien eröffnen. Es entstehen kaum schädliche Gase und das Glycin-Abwasser eignet sich als Dünger. Dabei wird deutlich weniger Energie verbraucht und die Kosten sind niedriger als bei herkömmlichen Verfahren.
