{"id":117733,"date":"2026-10-01T02:28:00","date_gmt":"2026-10-01T00:28:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=117733"},"modified":"2026-10-01T09:13:47","modified_gmt":"2026-10-01T07:13:47","slug":"forschende-wollen-alten-akkus-neues-leben-einhauchen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/wissenschaft\/forschende-wollen-alten-akkus-neues-leben-einhauchen\/","title":{"rendered":"Forschende wollen alten Akkus neues Leben einhauchen"},"content":{"rendered":"\n

Die kritischen Mineralien, die Lithium-Ionen-Batterien antreiben, sind sehr gefragt und knapp, insbesondere in den USA, die zur Herstellung dieser Technologie auf den Import von Rohstoffen wie Nickel und Kobalt angewiesen sind.<\/p>\n\n\n\n

Forscher der Cornell University haben nun eine effizientere und kosteng\u00fcnstigere Methode entwickelt, um diese Batterien nach ihrer Lebensdauer fast vollst\u00e4ndig wiederverwertbar zu machen. Durch den Einsatz einer elektrochemischen L\u00f6sung zur Regenerierung der Elektroden k\u00f6nnen die recycelten Batterien bis zu 95 % ihrer urspr\u00fcnglichen Leistung zur\u00fcckgewinnen und halten bei der Wiederverwendung l\u00e4nger, wie die Forscher nachwiesen.<\/p>\n\n\n\n

Das Verfahren k\u00f6nnte zudem die derzeitigen Recyclingkosten um 56 % senken und w\u00e4re umweltfreundlicher als aktuelle Methoden.<\/p>\n\n\n\n

Die Ergebnisse wurden am 9. Juni in \u201eEnergy and Environmental Science\u201c ver\u00f6ffentlicht<\/u><\/a>. Hauptautor der Studie ist der Postdoktorand Kiwon Kim.<\/p>\n\n\n\n

Seit Jahrzehnten st\u00fctzt sich die Batterieindustrie auf einen linearen \u201eTake-Make-Dispose\u201c-Ansatz, der damit endet, dass ausgediente Batterien auf Deponien vergraben werden, wo ihre Giftstoffe in die Umgebung austreten oder zu Br\u00e4nden f\u00fchren k\u00f6nnen, so Vibha Kalra<\/u><\/a>, Ph.D. \u201909, Fred H. Rhodes-Professorin f\u00fcr Chemieingenieurwesen am Cornell Duffield College of Engineering, die das Projekt leitete.<\/p>\n\n\n\n

Doch auch die Belastung der Lieferkette muss ber\u00fccksichtigt werden.<\/p>\n\n\n\n

\u201eAls diese Lithium-Ionen-Batterien auf den Markt kamen, dachte niemand dar\u00fcber nach, dass diese Mineralien in der Erdkruste nur begrenzt vorkommen und man sie nicht unendlich lange herstellen kann\u201c, sagte Kalra. \u201eIn den letzten Jahren wird den Menschen bewusst, dass man nicht einfach weiter Batterien herstellen kann, weil man nicht genug Material hat. Und es gibt offensichtlich viele geopolitische Schwachstellen, da insbesondere die USA nicht \u00fcber gro\u00dfe Reserven verf\u00fcgen.\u201c<\/p>\n\n\n\n

Die herk\u00f6mmliche Methode zum Recycling von Lithium-Ionen-Batterien, so erkl\u00e4rte sie, sei eine Art \u201eBrute-Force\u201c-Verfahren: Die Batterien werden entweder bei hohen Temperaturen eingeschmolzen \u2013 also mittels Pyrometallurgie \u2013, wodurch eine Legierung und Schlacke entstehen, aus denen sp\u00e4ter wertvolle Metalle zur\u00fcckgewonnen werden, oder sie werden zerkleinert und zu einer pulverf\u00f6rmigen schwarzen Masse zermahlen, die mittels Hydrometallurgie verarbeitet wird, bei der aggressive S\u00e4uren zum Einsatz kommen, um kritische Elemente zur\u00fcckzugewinnen. Die Komponenten m\u00fcssen dann vollst\u00e4ndig neu synthetisiert und wiederhergestellt werden \u2013 ein kostspieliges und zeitaufw\u00e4ndiges Verfahren, das zu einer Verl\u00e4ngerung des \u201eKreislaufs\u201c f\u00fchrt, durch den recycelte Ressourcen im System verbleiben, anstatt auf Deponien zu landen. Und da den USA die Infrastruktur f\u00fcr die Gewinnung, Raffination und Synthese der Elektroden fehlt, k\u00f6nnen viele Schritte dieser langwierigen Kreislaufprozesse nicht im Inland durchgef\u00fchrt werden.<\/p>\n\n\n\n

Kalras Team entwickelte ein Verfahren namens \u201eDirect Electrode-to-Electrode Regeneration\u201c (DEER), bei dem die einzelnen Elektroden einer verbrauchten Batterie in intaktem Zustand und noch am Stromkollektor befestigt entnommen und in eine separate Zelle gegeben werden, die eine elektrochemische L\u00f6sung enth\u00e4lt: 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon. Die L\u00f6sung l\u00f6st die dicke Isolierschicht auf, die als feste Elektrolyt-Interphase bekannt ist und sich im Laufe der Zyklen der Batterie allm\u00e4hlich zwischen Kathode und Anode aufbaut, wodurch sich deren Kapazit\u00e4t mit der Zeit schrittweise verringert.<\/p>\n\n\n\n

\u201eWir reparieren sie so, wie sie sind, ohne sie zu zerkleinern oder zu pulverisieren, und bauen sie dann wieder in eine neue Batterie ein\u201c, sagte Kalra, der als Kathy Dwyer Marble und Curt Marble Faculty Director am Cornell Atkinson Center for Sustainability t\u00e4tig ist, das die Forschung unterst\u00fctzt hat. \u201eIm Grunde ist es die Aufl\u00f6sung, die der Batterie hilft, ihre Kapazit\u00e4t wiederzuerlangen. Die Wiederherstellung liegt bei 95 %. Damit verk\u00fcrzen wir den Kreislauf der Wiederverwertung enorm.\u201c<\/p>\n\n\n\n

Kalra und Kim arbeiteten mit Shuwen Yue<\/u><\/a> zusammen, Assistenzprofessorin an der R.F. Smith School of Chemical and Biomolecular Engineering und Mitautorin der Ver\u00f6ffentlichung, die ihnen half, die Solvatationsdynamik beim Aufl\u00f6sen der Grenzschicht besser zu verstehen. Anschlie\u00dfend f\u00fchrte das Team mithilfe von Open-Source-Software, die von ihren Forschungspartnern am ReCell Center des Argonne National Laboratory entwickelt wurde, techno-\u00f6konomische und Umweltvertr\u00e4glichkeitsanalysen durch, um die potenziellen Auswirkungen von DEER zu ermitteln.<\/p>\n\n\n\n

Die Analyse ergab, dass sich die Kosten f\u00fcr die Herstellung recycelter Zellen um 56 % senken lie\u00dfen und dass im Vergleich zu pyro- und wasserbasierten Verfahren weniger sch\u00e4dliche Luftschadstoffe entstehen und der Wasserverbrauch reduziert w\u00fcrde.<\/p>\n\n\n\n

Der n\u00e4chste Schritt wird darin bestehen, DEER an Industriebatterien zu demonstrieren sowie andere Formen der Batteriealterung, wie beispielsweise den Lithiumverlust, ins Visier zu nehmen.<\/p>\n\n\n\n

\u201eDerzeit weisen die von uns behandelten Altbatterien einen Gesundheitszustand von 70\u201380 % auf, was f\u00fcr Elektrofahrzeuganwendungen typisch ist\u201c, sagte Kalra. \u201eWir k\u00f6nnen dieses Fenster also erweitern, wenn es uns gelingt, einige dieser anderen Alterungsmechanismen anzugehen.\u201c<\/p>\n\n\n\n

Quelle<\/h5>\n\n\n\n

Cornell Chronicle 2026<\/a> | \u00a0Translated with\u00a0www.DeepL.com\/Translator<\/a><\/p>\n

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