Schnelleres Recycling für Lithium‑Ionen‑Batterien mit Wasserlösungen ^{CEFR B2}

Die globale Nachfrage nach Lithium‑Ionen‑Batterien wächst schnell, weshalb die Rückgewinnung von Batteriematerialien für Lieferketten und Umweltfragen immer wichtiger wird. Forschende der Rice University stellten eine hydrometallurgische Vorgehensweise vor, die schneller und energieeffizienter ist als viele herkömmliche Verfahren.

Statt toxischer organischer Lösungsmittel setzte das Team auf eine Klasse wässriger Aminchlorid‑Lösungen. Besonders erfolgreich war eine Lösung auf Hydroxylammoniumchlorid‑Basis (HACl). Bei Raumtemperatur führte HACl in nur einer Minute zu einer Extraktion von etwa 65 % wichtiger Batteriemetalle; bei etwas längeren Behandlungszeiten stiegen die Wirkungsgrade für mehrere Metalle auf über 75 %. Dadurch entfallen hohe Temperaturen und lange Reaktionszeiten, die sonst Kosten und Umweltbelastung erhöhen.

Analytische Experimente und Modellrechnungen erklärten die Wirksamkeit von HACl: Säure und Chloridionen fördern das Metallauflösen, und ein eingebautes, redoxaktives Stickstoffzentrum in HACl nimmt aktiv an der Reaktion teil. Zudem senkte der Ersatz organischer Lösungsmittel durch Wasser die Viskosität, was die Molekülbewegung und damit die Reaktionsgeschwindigkeit verbesserte. Die Forschenden verarbeiteten die zurückgewonnenen Metalle weiter zu neuen Batteriematerialien und schlossen so den Recyclingkreislauf. Pulickel Ajayan hob hervor, dass die milden Bedingungen nachhaltigere und skalierbarere Recyclingtechnologien ermöglichen könnten, doch bleibt offen, wie rasch eine industrielle Skalierung möglich ist.