E-Auto-Abfall wird zum Rohstoff – Neuer Reaktor macht Lithium wieder nutzbar

Das Recycling von Lithium wird zu einer der zentralen Aufgaben der Energiewende. Mit jedem neuen Elektroauto steigt der Bedarf an Batterien – und damit auch der Berg an altem Batteriemüll. Bisher war das Wiederverwerten dieses Materials teuer, energieintensiv und oft umweltschädlich. Ein Forschungsteam der Rice University hat nun eine Methode entwickelt, die das ändern könnte. Ein neuartiger Stromreaktor gewinnt Lithium aus alten Batterien zurück – sauber, effizient und fast vollständig.

Der Ansatz soll helfen, die Abhängigkeit von teuren Rohstoffimporten zu verringern und geschlossene Stoffkreisläufe in der Batterieproduktion zu ermöglichen. Lithium ist ein zentraler Rohstoff für Elektroautos, Smartphones und Energiespeicher. Sein Abbau, vor allem in Südamerika, verschlingt große Wassermengen und belastet empfindliche Ökosysteme. Eine nachhaltige Alternative fehlte bisher.

Strom ersetzt Chemie im Recycling

Das Team der Rice University nutzt eine einfache Idee: Strom statt Säuren oder Schmelzöfen. In einem speziell entwickelten Reaktor werden Rückstände aus gebrauchten Batterien – die sogenannte „Black Mass“ – in Wasser gegeben. Eine elektrische Spannung zieht die Lithium-Ionen aus diesem Pulver, wo sie sich mit Hydroxid-Ionen aus dem Wasser zu Lithiumhydroxid verbinden. Dieser Stoff ist so rein, dass er direkt wieder für neue Batterien genutzt werden kann.

„Wir stellten uns eine einfache Frage: Wenn das Laden einer Batterie Lithium aus der Kathode zieht, warum nicht dieselbe Reaktion fürs Recycling nutzen?“, sagt Professorin Sibani Lisa Biswal, Leiterin der Studie. Der Ansatz verzichtet auf giftige Chemikalien und erzielt dennoch hohe Ausbeuten.

Zehnmal weniger Energie nötig

Der Reaktor arbeitet mit erstaunlich geringem Energieverbrauch. Herkömmliche Verfahren benötigen Tausende Kilojoule pro Kilogramm Abfall, während der neue Prozess mit etwa 103 Kilojoule auskommt. Das entspricht einer Einsparung um den Faktor zehn.

Das zurückgewonnene Lithiumhydroxid hat eine Reinheit von über 99 Prozent und kann ohne Umwege in der Batterieproduktion eingesetzt werden. Damit entfallen energieaufwendige Zwischenschritte, die bisher notwendig waren.

Langzeittest beweist Stabilität

Um die Alltagstauglichkeit zu prüfen, lief der Reaktor 1.000 Stunden im Dauerbetrieb. Die Leistung blieb stabil, die Rückgewinnungsrate lag bei knapp 90 Prozent. Verarbeitet wurden 57 Gramm industrieller Batterierückstände, bereitgestellt vom Energiekonzern TotalEnergies.

„Die direkte Produktion von hochreinem Lithiumhydroxid verkürzt den Weg zurück in neue Batterien“, erklärt Mitautor Haotian Wang. Das spare Energie, reduziere Abfall und mache Lieferketten widerstandsfähiger.

Vielseitig einsetzbar

Der neue Reaktor kann mit verschiedenen Batteriematerialien umgehen – darunter Lithium-Eisen-Phosphat, Lithium-Manganoxid und Nickel-Mangan-Kobalt. Damit eignet er sich für unterschiedliche Recyclinganlagen und Batterietypen.

Besonders praktisch ist die sogenannte „Roll-to-Roll“-Verarbeitung: Ganze Elektroden lassen sich direkt recyceln, ohne sie vorher von der Aluminiumfolie zu lösen. Das spart Arbeitsschritte und senkt Kosten.

Recycling von Lithium als Teil der Energiewende

Für das Team in Texas ist der Stromreaktor erst der Anfang. Die Forscher planen größere Anlagen und effizientere Membranen, um den Prozess weiter zu verbessern. „Wir haben die Lithiumextraktion sauberer und einfacher gemacht. Jetzt sehen wir das nächste Nadelöhr deutlich“, so Biswal. Der nächste Schritt sei, das gewonnene Lithiumhydroxid stärker zu konzentrieren und zu kristallisieren, um Energieverbrauch und Emissionen noch weiter zu senken.

Die Ergebnisse zeigen, dass das Recycling von Lithium künftig ein Kernstück nachhaltiger Elektromobilität werden kann. Alte Batterien müssen kein Abfall bleiben – sie können zur Quelle neuer Rohstoffe werden. Und das neue Verfahren bietet eine Perspektive, wie moderne Technologie und Umweltbewusstsein zusammenfinden können.

Kurz zusammengefasst:

• Ein Team der Rice University hat ein Verfahren entwickelt, das Lithium aus alten Batterien mithilfe von Strom statt Chemikalien zurückgewinnt – ein großer Fortschritt für sauberes und effizientes Recycling.
• Der neue Reaktor benötigt rund zehnmal weniger Energie als herkömmliche Methoden und liefert Lithiumhydroxid mit über 99 Prozent Reinheit, das direkt wieder für neue Batterien nutzbar ist.
• Dieses Verfahren kann die Kreislaufwirtschaft in der Elektromobilität entscheidend stärken, weil es Rohstoffe schont, Umweltbelastungen senkt und die Abhängigkeit von neuen Lithiumvorkommen verringert.

Übrigens: In Zukunft könnte Plastikmüll ganz ohne mühsames Sortieren recycelt werden – ein neuer Nickel-Katalysator macht es möglich. Wie er Plastik in wertvolle Rohstoffe verwandelt, mehr dazu in unserem Artikel.

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