Forscher der Nanyang Technological University (NTU) haben ein umweltschonendes Recyclingverfahren für Lithium-Ionen-Akkus entwickelt. Um die darin enthaltenen Wertstoffe zurückzugewinnen, werden biologische Abfälle genutzt, genauer gesagt Orangenschalen und Zitronensäure. Um die Wärmezufuhr kommen Dalton Tay und sein Team jedoch nicht herum. Der Energieaufwand ist allerdings geringer als bei anderen Recyclingverfahren.
Die Schalen werden im Ofen getrocknet und dann pulverisiert. Vermischt mit Zitronensäure, machen sie sich über die zerkleinerten Batterien her. In Labor liessen sich mit diesem Verfahren rund 90 Prozent Kobalt, Lithium, Nickel und Mangan zurückgewinnen. Das ist vergleichbar mit Recyclingtechniken, bei denen die Batterietrümmer aufgeschmolzen, mit starken Säuren oder mit Wasserstoffperoxid behandelt werden. Dabei entstehen umweltschädliche Nebenprodukte.
"Der Schlüssel liegt in der Zellulose der Orangenschalen, die während des Extraktionsprozesses unter Hitze in Zucker umgewandelt werden", sagt Tay. Dieser Zucker verstärke die Rückgewinnung von Metallen aus Batterieabfällen. Natürlich vorkommende Antioxidantien in Orangenschalen, wie Flavonoide und Phenolsäuren, könnten ebenfalls zur besseren Ausbeute beitragen. Ohne Rückstände funktioniert auch dieses biotechnische Verfahren nicht, doch seien diese nicht toxisch, versichert Tay.
Die recycelten Metalle nutzen die Forscher, um neue Batterien zu bauen. Deren Qualität ist vergleichbar mit Stromspeichern, die aus neuen Werkstoffen hergestellt werden. Die Kapazität reduziert sich jedoch überproportional, je häufiger die Batterien ge- und entladen werden. Das zu verbessern, ist das nächste Ziel des Teams um Tay.
"Aktuelle industrielle Recyclingprozesse von Elektroschrott sind energieintensiv und verursachen schädliche Schadstoffe in fester und flüssiger Form", sagt Madhavi Srinivasan, an der NTU für Recyclingtechniken zuständig. Es bestehe ein dringender Bedarf an umweltverträglichen Techniken, zumal die Menge an Elektroschrott ständig zunimmt. Laut Global Waste Monitor waren es im Jahr 2019 mehr als 53 Mio. Tonnen. Die darin enthaltenen Metalle haben einen Wert von 57 Mrd. Dollar.
