Lithium-Ionen-Batterien leisten während ihrer etwa 10 bis 15 Jahren Lebensdauer energiereiche Dienste, stehen aber aufgrund ihrer zweifelhaften Umweltbilanz immer wieder in der Kritik. Sie bestehen aus einer Vielzahl endlicher Rohstoffe, die bisher am Ende des Batterie-Lebenszyklus größtenteils nicht wiederverwendet werden. Ein Ressourcenproblem, das uns einholt. Neben der Nutzung in Smartphones oder Notebooks spielen die Batterien heute vor allem auch in der Automobilbranche eine wichtige Rolle. Mit der zunehmenden E-Mobilität und in Anbetracht der durchschnittlichen Lebensdauer von Batterien ist in den nächsten Jahren mit einem starken Anstieg des Entsorgungs- bzw. Wiederverwertungsbedarfs im Mobilitätsbereich zu rechnen.
Effiziente Recyclingmethoden und Rohstoffkreisläufe sind rar und bisweilen in den Kinderschuhen. Verfahren wie die Pyrometallurgie oder die Hydrometallurgie können zwar bis zu 90 Prozent der kritischen Rohstoffe wiedergewinnen, verursachen dabei aber einen enormen Energie- und Chemikalienverbrauch. „Die Recyclingrate an sich ist gut, zieht aber hohe ökologische Kosten und Umweltbelastungen nach sich. Aktivmaterialien werden je nach Prozess mit Chemikalien behandelt oder verbrannt, sie können so nicht wiederverwertet werden“, beschreibt Dr.-Ing. Marco Gleiß vom Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Mechanik (MVM) die Probleme. Ein nachhaltiger Recyclingansatz muss her.
Ziel des von Gleiß koordinierten Verbundprojekts DiRecReg ist eine automatisierte Demontage sowie die Entwicklung einer agilen Prozesskette zum direkten Recycling am Beispiel von Traktionsbatterien aus E-Autos. Ein Ansatz, der sich bisher aus unterschiedlichen Gründen weder in der Forschung noch in der Industrie wiederfindet. Das Materialverhalten wiedergewonnener Rezyklate lässt sich nicht vorhersagen. Es gibt keine Kriterien, um die Einsatzfähigkeit des gealterten Materials zu beurteilen. Darüber hinaus fehlt es an wirtschaftlichen Lösungen, um Batteriepacks ohne großen Aufwand in ihre Einzelbestandteile zu zerlegen. Hürden, die im Projekt angegangen und gelöst werden.
