Die E-Mobilität boomt und lässt die Nachfrage nach Lithium-Batterien rasant ansteigen. Nach ihrem Lebensende werden diese für gewöhnlich recycelt, aktuell allerdings noch unter großem Energieaufwand.
Die Firma Kyburz Switzerland hat eine Alternative gefunden: Am 4. September 2020 ging bei dem Schweizer Hersteller eine hauseigene Lithium-Ionen-Batterie-Recyclinganlage in Betrieb – die erste dieser Art in der Schweiz. Das in ihr angewandte Recyclingverfahren soll bis zu 91 Prozent der enthaltenen Metalle wiedergewinnen. Entwickelt wurde es mit Unterstützung der Empa und der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW).
Bisherige Verfahren zu wenig nachhaltig
Die elektrischen Dreiradroller von Kyburz sind rund um die Welt im Einsatz, unter anderem bei der Schweizerischen Post. Bisher wurden die Lithium-Batterien der Fahrzeuge extern recycelt, wobei die gängigen Verfahren aus Sicht des Unternehmens nicht nachhaltig genug sind.
Die Batterien werden hier geschreddert und danach entweder eingeschmolzen oder mit Chemikalien behandelt. Beides verbraucht viel Energie, und während beim heißen Verfahren (Pyrometallurgie) wertvolle Rohstoffe verlorengehen, belastet das kalte Verfahren (Hydrometallurgie) die Umwelt.
Von der Bachelorarbeit zum Pionierprojekt
„Unser Ziel war es, einen Recyclingprozess zu entwickeln, der effizient, umweltschonend und sicher ist“, sagt der Projektverantwortliche Olivier Groux. Der gelernte Chemielaborant hat 2018 ein Bachelor-Studium in Umweltingenieurwesen an der ZHAW absolviert, das von Experten der Empa betreut wurde. Daraufhin wurde er bei Kyburz angestellt.
In Zusammenarbeit mit Lorena Toledo, Rolf Widmer und Marcel Gauch von der Empa entwickelte Groux das neue Recyclingverfahren, das nun in der Anlage zum Einsatz kommt. Durch optimales Entladen, eine sorgfältige Zellenzerlegung und eine Aufreinigung mittels Wasser lassen sich Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LiFePO4) nachhaltig rezyklieren – ohne Einsatz von Chemikalien.
Potenzial für verschiedene Batterietypen
Langfristiges Ziel ist eine Produktionsanlage, die alle von Kyburz verbauten LiFePO4-Batterien wieder zurück in die Ausgangsstoffe zerlegen kann. In der ersten Ausbaustufe sollen rund 4.000 Zellen pro Jahr verarbeitet werden.
Im Endausbau soll die Anlage dann bis zu 24.000 Zellen pro Jahr schaffen. Das entspricht der Jahresproduktion von 3.000 Fahrzeugen.
Wie der Recyclingprozess im Detail abläuft, wird in diesem Video demonstriert.
