Batteriemüll als Katalysator für die Methanherstellung
Upcycling als Klima-Game-Changer: An der TU Wien wurde ein Nanokatalysator entwickelt, der CO2 aus der Luft in wertvolles Methan umwandelt.
Forschende der TU Wien wandeln CO2 mit Hilfe von Batterieabfällen in Brennstoff um. Michael Stöger-Pollach, Hamilton Uchenna Aharanwa, Qaisar Maqbool, Günther Rupprechter (v.l.n.r).
Foto: TU Wien
Forschende der TU Wien haben eine Methode entwickelt, um Nickel aus alten Nickel-Metallhydrid-Batterien zurückzugewinnen und gemeinsam mit recycelter Alufolie in einen Katalysator zu verwandeln. Dieser kann CO2 aus der Luft aufnehmen und in Methan umwandeln – einen wertvollen Brennstoff. Das Verfahren arbeitet bei moderaten Temperaturen und ohne hohen Druck, was es besonders energieeffizient macht. Die Methode zeigt, wie sich Müll reduzieren und gleichzeitig klimafreundliche Energie gewinnen lässt.
Inhaltsverzeichnis
Batterieabfälle: Problem oder Ressource?
Batterien sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Doch mit der Nutzung steigt auch der Müll. Nickel-Metallhydrid- und Lithium-Ionen-Batterien enthalten giftige Stoffe, die Umwelt und Gesundheit gefährden. Gleichzeitig sind wertvolle Rohstoffe wie Nickel enthalten, die für neue Batterien benötigt werden. Die Recyclingkapazitäten in Europa reichen bei weitem nicht aus, um den wachsenden Bedarf zu decken.
Die TU Wien hat ein Verfahren entwickelt, mit dem sich Nickel aus alten Batterien zurückgewinnen lässt. Doch das ist nicht alles: In Kombination mit Alufolie-Resten kann daraus ein Katalysator entstehen, der CO2 in Methan umwandelt. Das könnte nicht nur das Müllproblem reduzieren, sondern auch einen neuen Weg zur klimafreundlichen Brennstoffproduktion eröffnen.
Recycling als wirtschaftliche Notwendigkeit
Nickel ist ein strategisch wichtiger Rohstoff. Die EU könnte bis 2030 aus Altbatterien und Produktionsabfällen bis zu 16 % des benötigten Nickels decken – genug für 1,3 bis 2,4 Millionen Elektrofahrzeuge pro Jahr. Doch aktuell werden in der EU nur etwa 10 % des notwendigen Recyclings umgesetzt. Eine bessere Kreislaufwirtschaft ist also nicht nur ökologisch, sondern auch wirtschaftlich sinnvoll.
„Moderne Batterien bestehen aus verschiedenen Komponenten, was Recycling- und Verwertungsprozesse technologisch anspruchsvoll macht“, erklärt Prof. Günther Rupprechter von der TU Wien. Unsachgemäße Entsorgung kann zudem zu chemischen Lecks, Bränden und Umweltbelastungen führen.
Umwandlung von Batterie-/Aluminiumabfällen in Nanokatalysatoren für die Methanproduktion (Brennstoff) und Recycling von verbrauchten Nanokatalysatoren zu Katalysatorvorstufen.
Foto: TU Wien
Vom Batteriemüll zum Nanokatalysator
Das Forschungsteam um Rupprechter und Dr. Qaisar Maqbool verfolgte einen innovativen Ansatz: Statt Nickel nur zurückzugewinnen, wurde es weiterverarbeitet. Gemeinsam mit Aluminiumoxid aus alter Alufolie entstand ein Nanokatalysator.
„Unser Nanokatalysator besteht zu 92–96 % aus Aluminiumoxid und zu 4–8 % aus Nickel – eine ideale Zusammensetzung, um CO2 zusammen mit Wasserstoff in Methan umzuwandeln“, erklärt Rupprechter. Das Verfahren ist energieeffizient: Es benötigt keine hohen Drücke und arbeitet bereits bei 250 °C. Damit ist es kostengünstiger und einfacher skalierbar als viele andere Methoden zur CO2-Umwandlung.
CO2 als Rohstoff für saubere Energie
Methan spielt eine zentrale Rolle in der Energieversorgung. Es kann als Brennstoff für Industrieanlagen oder als Energiespeicher genutzt werden. Die Methode der TU Wien ermöglicht es, CO2 direkt aus der Luft aufzunehmen und in nutzbare Energie umzuwandeln. „Nun wollen wir untersuchen, wie sich dieses Verfahren für technologische Anwendungen hochskalieren lässt“, sagt Rupprechter.
Neben der Energiegewinnung könnte die Technologie auch in der Industrie eingesetzt werden, um CO2-Emissionen direkt an der Quelle zu reduzieren. Gerade für Branchen, die auf fossile Brennstoffe angewiesen sind, könnte dies eine wichtige Alternative darstellen.
Nachhaltigkeit endet nicht bei der Umwandlung von CO2 in Methan. Auch der Katalysator selbst kann recycelt werden. „Um den Nachhaltigkeitskreislauf zu schließen, kann man die verbrauchten Katalysatoren wieder in ihre ursprünglichen Bestandteile zerlegen und erneut nutzen“, erklärt Maqbool. Damit bleibt das gesamte Verfahren ressourcenschonend und vermeidet zusätzlichen Abfall.
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