Forscher der University of Leicester um Andy Abbott und Jake Yang trennen mithilfe eines eleganten technischen Verfahren beim Recycling von Lithium-Ionen-Batterien Graphit künftig von wertvollen Metallen wie Lithium, Kobalt und Nickel.
Die Fachleue schreddern die Batterien, wie es beim Recycling auch mit anderen Methoden üblich ist. Aufgrund des Graphits ist dieser Mix aus diversen Materialien schwarz. Diese "schwarze Masse" wird erst dann wertvoll, wenn das Graphit entfernt ist. Das gelingt per Nanoemulsion aus Wasser und Speiseöl.
Diese Emulsion herzustellen erforderte eine Idee, denn Wasser und Öl gehen stets getrennte Wege. Per Schneebesen lassen sich die beiden Flüssigkeiten zwar zwingen, vordergründig eine Verbindung einzugehen. Doch es handelt sich stets um Wasser, das kleine Öltröpfchen einschliesst. Das Öl schwimmt irgendwann wieder oben.
Eine Nanoemulsion ist nötig, in der die Öltröpfchen nur nanometergross sind, also einen Durchmesser im Millionstel-Millimeter-Mass haben. Das gelingt nur, wenn der Schneebesen durch Ultraschall abgelöst wird. Diese Emulsion ist wochenlang stabil.
Die eingeschlossenen Nanotröpfchen binden Graphit an sich, wenn die Emulsion durch die schwarze Masse gepumpt wird. Mit der Zeit vereinigen sich die graphitbeladenen Nanotröpfchen zu grösseren Gebilden, die an der Oberfläche schwimmen und einfach abgeschöpft werden.
Im letzten Schritt werden die Fraktionen voneinander getrennt, sodass sie sich wiederverwenden lassen - einerseits zum Recyceln von schwarzer Masse, andererseits zur Herstellung neuer Elektroden für Batterien.
Der Metall-Mix wird mit metallurgischen Techniken separat, sodass die einzelnen Metalle wiederverwendet werden können. Gemeinsam mit Kollegen der University of Birmingham soll demnächst eine Pilotanlage gebaut werden, die pro Stunde zehn Kilogramm schwarze Masse recycelt.
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