Ein Projekt an der Hochschule Esslingen widmet sich der Frage, wie NMC-Kathodenmaterial, das Nickel, Mangan, Kobalt und Lithium enthält, effizient recycelt werden kann. Der Ansatz: Die Wissenschaftler wollen die Kathode nicht zerlegen, sondern „reaktivieren“.
„Im Forschungsprojekt DeMoBat, an dem wir ebenfalls beteiligt waren, hat sich gezeigt, dass sich die Zusammensetzung des NMCs kaum verändert, wenn es in einem wasserbasierten Verfahren zurückgewonnen wird“, führt Schöberl aus. Die Ergebnisse zeigten aber auch, dass die elektrochemische Aktivität im Vergleich zu neuem Kathodenmaterial sehr gering sei. Deshalb wollen die Forscher das Recyclingmaterial reaktivieren: „Mit einem einfachen Reinigungsverfahren sollen Fremdphasen, in Form von Aluminium, Graphit, Fluorverbindungen und Kupfer entfernt werden. Der geringe Verlust an Lithium kann durch Behandlung mit Lithiumsalzen wieder angehoben werden“, heißt es in einer begleitenden Mitteilung.
Entscheidend ist dabei jedoch eine „kristallchemische Restrukturierung“ des Oberflächenbereichs der NMC-Partikel. „Unsere Hypothese ist, dass die schwache elektrochemische Aktivität der untersuchten Materialien vor allem an einer Veränderung der Kristallstruktur im Oberflächenbereich liegt. Durch Glühen und Wiedereinbauen von Lithiumionen sollte die ursprüngliche Kristallstruktur wieder hergestellt werden können“, so Projektleiter Stephan Appel.
Die Europäische Union strebt bis 2035 bekanntlich einen verbindlichen Recyclingwert von mindestens 20 Prozent Kobalt, zwölf Prozent Nickel und zehn Prozent Lithium an. Diese Werte fixierte die EU diesen Monat in einer umfassenden Batteriemarkt-Regulation, über die wir hier ausführlich berichtet haben.
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