Rückgewinnung wertvoller Substanzen
Recycling von Lithium-Ionen-Batterien
Wasserstoffperoxid und Persulfate sind hervorragend geeignet, um beim Recycling von Lithium-Ionen-Batterien seltene und wertvolle Metalle zurückzugewinnen.
Warum ist das Recycling von Lithium-Ionen-Batterien wichtig?
Lithium-Ionen-Batterien (LIB) sind eine weit verbreitete Energiequelle für elektrische Energie, z. B. für Elektrofahrzeuge, Computer und moderne tragbare Geräte.
Da immer mehr Lithium-Ionen-Batterien das Ende ihrer Nutzungsdauer erreichen, wird zunehmend über die wirtschaftlichen und ökologischen Auswirkungen diskutiert. Lithium-Ionen-Batterien enthalten verschiedene Seltenerdmineralien wie Lithium, Kobalt und Nickel. Das Recycling der Batterien ist daher von entscheidender Bedeutung für die Rückgewinnung und Wiederverwendung dieser wertvollen und seltenen Metalle.
Der globale Markt für das Recycling von Lithium-Batterien wird in den nächsten Jahren voraussichtlich rapide wachsen.
LIb-Recyclingtechnologie mit Wasserstoffperoxid
Unter den verschiedenen LiB-Recyclingtechnologien ist die sogenannte „Nass-Hydrometallurgie“ ein weit verbreitetes Verfahren. Bei diesem Verfahren wird Wasserstoffperoxid (H₂O₂) als Reduktionsmittel im Auslaugungsschritt verwendet, um:
- Oxidiert oder reduziert die Metalle wie Co, Mn, Ni, Li und Fe, um ihre Rückgewinnung aus den LiB-Substraten zu unterstützen
- Erhöht die Auslaugungseffizienz und verkürzt die Auslaugungszeit
LiB-Recyclingtechnologie mit Ammonium- und Natriumpersulfaten
Persulfat ist ein weiteres Peroxid, das von Evonik hergestellt wird. Während Wasserstoffperoxid geeignete Metalle entweder oxidieren oder reduzieren kann, handelt es sich bei Persulfat um einen rein oxidativen Prozess. Dieser wird beispielsweise als hocheffiziente Methode zur Rückgewinnung von Lithium aus Lithiumeisenphosphat-Batterien (LFP) eingesetzt, wie im folgenden Prozessablaufschema dargestellt.
Persulfat ist in mehreren Salzen vorhanden, die beim Recycling von Lithium-Eisenphosphat-Batterien verwendet werden, darunter Ammoniumpersulfat und Natriumpersulfat. Im Persulfatverfahren wird Lithium schnell und effizient aus dem Kathodenpulver herausgelöst.
Produktübersicht
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Die wichtigsten Eigenschaften
Wasserstoffperoxid
Wasserstoffperoxid zerfällt sowohl durch oxidative als auch durch reduktive Prozesse in Sauerstoff und Wasser, wodurch bei Bedarf minimale Endprodukte entstehen, während bestimmte Metalle oxidiert oder andere reduziert werden.
Persulfat
Nur beim oxidativen Verfahren ist Persulfat bei der Rückgewinnung von Metallen, die oxidativ freigesetzt werden, wie z. B. Lithium, hochwirksam.
Nachhaltigkeitsaspekte des LIB-Recyclings mit Peroxiden
Da Wasserstoffperoxid nur in Wasser und Sauerstoff zerfällt, hinterlässt es nahezu keine Spuren in der Umwelt. Wasserstoffperoxid ist auch eine wirksame Lösung für die Abwasserbehandlung. Es kann allein oder in Kombination mit fortschrittlichen Oxidationsverfahren (AOP) eingesetzt werden, um organische Ketten zu zersetzen und den chemischen Sauerstoffbedarf von Abwasser zu reduzieren.
Das Persulfatverfahren löst Lithium schnell und effizient heraus. Das Lithium wird durch verschiedene Methoden in eine wiederverwendbare Substanz zurückgewonnen, darunter entweder durch hochwertiges Lithiumhydroxid (LiOH) nach der Elektrolyse der Li2SO₄-Lösung oder als hochreines Lithiumcarbonat durch Zugabe von Carbonat zur Lithiumsulfatlösung.
