Herstellung einer Auto-Batterie - aber wohin damit, wenn sie ausgedient hat?
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BirminghamEs müssen dringend bessere Methoden für das Recycling von Elektrofahrzeugbatterien entwickelt werden, heißt es in einem in Nature veröffentlichten Übersichtsartikel von Forschern der Universität Birmingham in Großbritannien. Laut dem Papier wurden weltweit 2017 schon rund eine Million Elektrofahrzeuge verkauft. Die allein „produzieren“ 250.000 Tonnen Batterieabfälle, für deren Entsorgung die Recyclinginfrastruktur der Welt schlecht gerüstet ist, berichtet Vice US über die Forscher.

"Es ist wichtig, dass wir Probleme antizipieren, bevor sie auftreten", sagte der leitende Studienautor Gavin Harper, ein wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Faraday Institution der Universität von Birmingham. "Wir haben in der Vergangenheit mit Autoreifen und Kühlschränken gesehen, wie Abfallberge entstehen können, wenn wir keine Abfallbewirtschaftungsprobleme antizipieren." In ihrer Arbeit versuchen Harper und seine Kollegen herauszufinden, wie eine effektive Abfallentsorgungsinfrastruktur für Elektrofahrzeugbatterien aussehen könnte, die neben Lithium auch kritische Metalle wie Mangan, Kupfer und Kobalt enthalten.

Irgendwann erreichen Batterien das Ende ihrer Lebensdauer

Wie bei der Unterhaltungselektronik beginnt die Abfallentsorgung damit, die Lebensdauer von Batterien so weit wie möglich zu verlängern. Wenn sie nicht mehr zum Fahren geeignet sind, können sie für andere Arten von Energiespeichern wie Heimbatterien verwendet werden - eine Idee, die Unternehmen bereits weltweit im Pilotversuch durchführen.

Aber irgendwann erreichen diese Batterien das Ende ihrer Lebensdauer und müssen dann recycelt werden. Heute, so Harper, dreht sich der größte Teil des Recyclings darum, die Batterien mithilfe von Wärme zu Schlacke zu schmelzen, gefolgt von chemischen Trenntechniken, mit denen bestimmte Metalle wie Kobalt zurückgewonnen werden. Diese sogenannten pyro- und hydrometallurgischen Techniken sind jedoch energieintensiv, produzieren giftige Gasnebenprodukte und die Materialien, die sie zurückgewinnen, sind oft von geringer Qualität.

Ein besserer Weg, so die Autoren, wäre das direkte Recycling, bei dem Kathoden als Bestandteile von Batterien wieder aufgearbeitet werden, ohne sie in die einzelnen Metalle zu zerlegen. Es ist auch möglich, dass sogenannte Biomining-Mikroben genutzt werden, die Säuren produzieren, mit denen man Metalle aus Gesteinen freigesetzt werden - eine Idee, die die Wissenschaftler auch für den Asteroidenabbau anstreben möchten.

Keine branchenweite Standardisierung in Bezug auf das Design von Elektrofahrzeugbatterien

All diese Techniken befinden sich in der Entwicklung an Universitäten, Start-ups und sogar etablierten Unternehmen wie Tesla, die in diesem Jahr die Entwicklung eines Batterierecyclingsystems in ihrer Gigafactory 1 angekündigt haben. Aber es gibt auch große Hürden bei der Skalierung, einschließlich die Kosten und die Komplexität des Recyclings und die vielen Gefahren beim Umgang mit Elektrofahrzeugbatterien. Die Batterien können überhitzen und giftige Gase freisetzen oder - ähnlich wie bei Smartphones - explodieren.

Es gibt auch keine branchenweite Standardisierung in Bezug auf das Design von Elektrofahrzeugbatterien. Da sich die Konfiguration und chemische Zusammensetzung von Batterien ständig weiterentwickelt, müssen alle Recyclingtechnologien, die heute entwickelt werden, anpassungsfähig sein - ein Grund, warum Forscher der Faraday Institution an der Entwicklung künstlicher Intelligenzsysteme arbeiten, mit denen Batterien aller Formen und Größen identifiziert und sortiert werden können.

Unternehmen haben auch die Verantwortung, Batterien zu entwickeln, die für die Rückgewinnung von Ressourcen leicht zerlegt werden können, sagte Payal Sampat, der Leiter des Bergbauprogramms bei der gemeinnützigen Umweltorganisation Earthworks. „Unternehmen müssen die Verantwortung für das Ende der Lebensdauer ihrer Produkte übernehmen - was wiederum bedeutet, dass Produkte besser für die Rückgewinnung von Mineralien ausgelegt sind“, schrieb Sampat.