Ein Forschungsteam der UNIST hat einen neuen Durchbruch in der Recyclingtechnologie erzielt, mit der über 95 % Nickel und Kobalt aus Altbatterien mit einer Reinheit von über 99 % zurückgewonnen werden können. Dieses innovative Verfahren überwindet die Grenzen herkömmlicher Nassrecyclingverfahren und bietet eine nachhaltigere und effizientere Lösung für die Batterierecyclingindustrie.
Altbatterien sind reich an wichtigen Metallen wie Nickel, Kobalt und Mangan und werden daher auch als „urbane Minen“ bezeichnet. Das gleichzeitige Vorhandensein mehrerer Metalle erschwert jedoch die Trennung. Herkömmliche Recyclingverfahren basieren auf starken Säuren und chemischen Extraktionsmitteln, wodurch schädliches Abwasser entsteht und mehrstufige, energieintensive Aufbereitungsprozesse erforderlich sind. Im Gegensatz dazu hat das Team von Professor Jin Kuiyong ein selektives elektrochemisches Trennverfahren entwickelt, das durch einen einzigen, umweltfreundlichen Arbeitsgang mit einem multifunktionalen Speziallösungsmittel ein effizientes Recycling ermöglicht.
Bei diesem Verfahren wird eine kontrollierbare Spannung an eine Flüssigkeitsmischung mit fragmentierten Batteriematerialien angelegt. Die für die Reduktion verschiedener Metallionen erforderlichen Spannungsunterschiede werden genutzt, um eine präzise Trennung zu erreichen. In einem speziellen Co-Lösungsmittel bindet Ethylenglykol bevorzugt Nickelionen, während Chloridionen Kobalt stabilisieren. Dies verändert die Reduktionsspannung und ermöglicht eine effektive Trennung von Nickel und Kobalt. Darüber hinaus können die natürlich entstehenden Chlor-Nebenprodukte in situ selbstgereinigt werden, wodurch die Reinheit des gewonnenen Nickels verbessert wird. Die chlorhaltige Lösung kann sicher entsorgt werden, und die im Lösungsmittel enthaltene Salzsäure kann recycelt werden, wodurch die Umweltbelastung reduziert wird.
In der Praxis erzielt dieses Verfahren eine Rückgewinnungsrate von über 95 % in Auslaugungslösungen von Nickel-Kobalt-Mangan (NCM)-Batterien, wobei die Reinheit von Nickel und Kobalt jeweils über 99,9 % liegt. Das spezielle Lösungsmittel behält seine stabile Leistung über vier Wiederverwendungszyklen hinweg bei und reduziert so die Abfallmenge. Professor Jin erklärte: „Unsere Methode überwindet den Zielkonflikt zwischen Reinheit und Rückgewinnungsrate bei der elektrochemischen Trennung und bietet eine nachhaltige und kostengünstige Lösung, die zum Aufbau eines nachhaltigen Batterierecyclingsystems beiträgt.“
Weitere Informationen: Seongmin Choi et al., „Hochselektive und nahezu vollständige elektrochemische Rückgewinnung von Kobalt und Nickel aus verbrauchten Batterien mittels eines multifunktionalen eutektischen Lösungsmittels“, Energy Storage Materials (2025).
