Neue Technologie 13.03.2025, 10:00 Uhr

Umweltfreundliches Akku-Recycling mit Aminosäure

Neue Methode macht Akku-Recycling umweltfreundlicher: Mithilfe von Glycin lassen sich Metalle aus alten Batterien in neutraler Lösung effizient extrahieren.

Lithiumionen-Akkus

Beim Recycling von Lithiumionen-Akkus kommen häufig umweltschädliche Stoffe zum Einsatz. Mit Aminosäure geht es wesentlich umweltfreundlicher.

Foto: PantherMedia / Cigdem Simsek

Ein chinesisches Forschungsteam hat ein Recyclingverfahren für Lithiumionen-Akkus entwickelt, das ohne aggressive Chemikalien auskommt. Mithilfe der Aminosäure Glycin und einem Batterieeffekt lösen sich wertvolle Metalle in einer neutralen Lösung innerhalb weniger Minuten. Das Verfahren ist umweltfreundlicher und könnte sich als kostengünstige Alternative zu bisherigen Methoden etablieren.

Neue Recyclingmethode mit neutraler Lösung

Lithiumionen-Akkus finden sich in Smartphones, Tablets und Elektrofahrzeugen. Zudem spielen sie eine wichtige Rolle als Speicher für erneuerbare Energien. Mit der steigenden Nutzung dieser Energiespeicher nimmt auch die Menge an ausgedienten Akkus zu. Das Recycling dieser Batterien kann helfen, wertvolle Rohstoffe wie Lithium, Cobalt, Nickel und Mangan wiederzugewinnen und gleichzeitig die Umweltbelastung zu senken.

Herkömmliche Recyclingverfahren beruhen häufig auf säure- oder ammoniakhaltigen Prozessen. Diese bringen jedoch Umwelt- und Sicherheitsrisiken mit sich. Forschende der Central South University in Changsha sowie weiterer chinesischer Institutionen haben nun eine Methode entwickelt, die mit einer neutralen Lösung arbeitet. Entscheidend für den Erfolg dieses Verfahrens ist die Aminosäure Glycin.

Mikro-Batterien helfen beim Aufschluss des Kathodenmaterials

Forschungsteam um Lei Ming, Xing Ou und Zhen Yao setzte auf eine besondere Strategie: Es erzeugte winzige „Mikro-Batterien“ innerhalb der Reaktionslösung. Dazu wurden Partikel des verbrauchten Kathodenmaterials, Nickel-Cobalt-Mangan-Oxid (NCM), mit einem Eisen(II)-salz, Natriumoxalat und Glycin in einer neutralen Flüssigkeit gemischt.

Top Stellenangebote

Zur Jobbörse
RHEINMETALL AG-Firmenlogo
Verstärkung für unsere technischen Projekte im Bereich Engineering und IT (m/w/d) RHEINMETALL AG
deutschlandweit Zum Job 
Landesbetrieb Straßenbau und Verkehr Schleswig-Holstein-Firmenlogo
Bauingenieurin / Bauingenieur (w/m/d) für den Bereich Straßenbau Landesbetrieb Straßenbau und Verkehr Schleswig-Holstein
Kiel, Flensburg, Rendsburg, Itzehoe, Lübeck Zum Job 
Siegfried PharmaChemikalien Minden GmbH-Firmenlogo
Betriebsingenieur Mehrprodukte-Betrieb (w/m/d) Siegfried PharmaChemikalien Minden GmbH
ifp | Executive Search. Management Diagnostik.-Firmenlogo
Geschäftsführung (m/w/d) ifp | Executive Search. Management Diagnostik.
Ruhrgebiet Zum Job 
HYDRO Systems GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Teamlead Shopfloor Service Station Norderstedt (m/w/d) HYDRO Systems GmbH & Co. KG
Norderstedt Zum Job 
GVG Immobilien Service GmbH-Firmenlogo
Projektassistenz (m/w/d) Baumanagement GVG Immobilien Service GmbH
München Zum Job 
Birkenstock Productions Hessen GmbH-Firmenlogo
Ingenieur / Meister / Techniker Elektrotechnik / Automatisierungstechnik (m/w/d) Birkenstock Productions Hessen GmbH
Steinau an der Straße Zum Job 
Staatliches Baumanagement Region Nord-West-Firmenlogo
Architekten, Bau- und Elektroingenieure (m/w/d) Staatliches Baumanagement Region Nord-West
Wilhelmshaven Zum Job 
Staatliches Baumanagement Region Nord-West-Firmenlogo
Architekten / Bauingenieure (m/w/d) Hochbau Staatliches Baumanagement Region Nord-West
verschiedene Standorte Zum Job 
Staatliches Baumanagement Region Nord-West-Firmenlogo
Ingenieure (m/w/d) Versorgungstechnik bzw. Technische Gebäudeausrüstung Staatliches Baumanagement Region Nord-West
Wilhelmshaven, Bad Iburg, Oldenburg, Aurich, Meppen, Emden Zum Job 
Staatliches Baumanagement Region Nord-West-Firmenlogo
Ingenieure (m/w/d) der Fachrichtungen konstruktiver Ingenieurbau/Tiefbau/Geo-/Naturwissenschaften/Landschaftsbau Staatliches Baumanagement Region Nord-West
verschiedene Standorte Zum Job 
Staatliches Baumanagement Region Nord-West-Firmenlogo
Ingenieure (m/w/d) Elektrotechnik Staatliches Baumanagement Region Nord-West
verschiedene Standorte Zum Job 
WITTENSTEIN SE-Firmenlogo
Werkleitung (w/m/d) mit Leitwerksfunktion WITTENSTEIN SE
Igersheim-Harthausen Zum Job 
Sparda-Bank Südwest eG-Firmenlogo
Leitung Facility Management (m/w/d) Sparda-Bank Südwest eG
Hamburger Hochbahn AG-Firmenlogo
Prüfingenieur Konstruktiver Ingenieurbau / Bauwesen (w/m/d) Hamburger Hochbahn AG
Hamburg Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Abteilungsleitung (w/m/d) Bauwerks- und Erhaltungsmanagement Die Autobahn GmbH des Bundes
Stadtwerke Leipzig GmbH-Firmenlogo
Ingenieur (m/w/d) Elektrotechnik Stadtwerke Leipzig GmbH
Leipzig Zum Job 
TenneT TSO GmbH-Firmenlogo
Lead Asset Management & Engineering (m/w/d) TenneT TSO GmbH
Lehrte, Bayreuth Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieur für Straßenplanung / Verkehrsplanung (w/m/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
Hochschule Merseburg-Firmenlogo
Professur (W2): Automatisierungstechnik Hochschule Merseburg
Merseburg Zum Job 

Dabei bildete sich eine feine Schicht aus Eisen(II)-oxalat auf den Partikeln. Diese Beschichtung wirkte als Anode, während die NCM-Kerne als Kathode fungierten. So entstand ein Batterieeffekt, der eine elektrochemische Reaktion in Gang setzte. Elektronen wurden leicht zwischen den Reaktionspartnern übertragen. Dabei oxidierten Eisen(II)-Ionen zu Eisen(III), während Sauerstoffionen aus den oxidischen NCM-Partikeln mit Wasser zu Hydroxidionen reagierten. Diese Reaktion führte dazu, dass die NCM-Schichten aufbrachen und die enthaltenen Metall-Ionen in die Lösung freigesetzt wurden.

Hohe Recyclingrate innerhalb von 15 Minuten

Ein weiterer entscheidender Faktor war die Rolle des Glycins. Diese Aminosäure stabilisierte den pH-Wert der Lösung im neutralen Bereich. Das war wichtig, um unerwünschte Nebenreaktionen zu vermeiden. Darüber hinaus bildete Glycin mit den gelösten Metall-Ionen Komplexverbindungen. So konnte das Recycling der wertvollen Metalle gezielt gesteuert werden.

Auch interessant:

Das Verfahren zeigte hohe Effizienz: Innerhalb von nur 15 Minuten ließen sich 99,99% des Lithiums, 96,86% des Nickels, 92,35% des Cobalts und 90,59% des Mangans aus den alten Kathoden extrahieren.

Umweltfreundlicher und kostengünstiger

Diese Methode könnte eine nachhaltige Alternative zu den bisher verwendeten säurebasierten Verfahren sein. Die Vorteile liegen laut Forschungsteam auf der Hand: Es entstehen kaum schädliche Gase, die Energiekosten sind geringer und das Glycin-haltige Abwasser könnte sogar als Dünger weiterverwendet werden.

Durch den Verzicht auf aggressive Chemikalien wird das Recycling sicherer und umweltverträglicher. Falls es gelingt, dieses Verfahren in großem Maßstab umzusetzen, könnte es dazu beitragen, den Kreislauf von Lithiumionen-Akkus effektiver zu schließen und wertvolle Ressourcen zu schonen.

Hier geht es zur Originalpublikation

Ein Beitrag von:

  • Dominik Hochwarth

    Redakteur beim VDI Verlag. Nach dem Studium absolvierte er eine Ausbildung zum Online-Redakteur, es folgten ein Volontariat und jeweils 10 Jahre als Webtexter für eine Internetagentur und einen Onlineshop. Seit September 2022 schreibt er für ingenieur.de.

Themen im Artikel

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.