PEM-Komponenten umweltfreundlich Recyceln

Laufzeit: 12/2025-11/2028

Dr. rer. nat. Marika Hofmann
+49 3731 39-2325
marika [dot] hofmann [at] bio [dot] tu-freiberg [dot] de (marika[dot]hofmann[at]bio[dot]tu-freiberg[dot]de)

Dennis Oßmann
+49 3731 39-4157
dennis [dot] ossmann [at] bio [dot] tu-freiberg [dot] de (dennis[dot]ossmann[at]bio[dot]tu-freiberg[dot]de)

In Kooperation mit:

• Prof. Dr. Alexandros Charitos, INEMET (Institut für Nichteisen-Metallurgie und Reinststoffe), TUBAF
• Frauenhofer IKTS (Institut für Keramische Technologien und System)
• Whitecell Eisenhuth GmbH & Co. KG
• MEAB Chemie Technik GmbH
• Assoziierter Partner: elementarhy GmbH

PURECycle ist ein Urban-Mining-Projekt zur nachhaltigen Rückgewinnung kritischer Rohstoffe aus ausgedienten Katalysatoren von Wasserstoffelektrolyseuren. 

Proton-Exchange-Membran (PEM)-Elektrolyseure sind die Schlüsseltechnologien für die effiziente Erzeugung von grünem Wasserstoff. In ihren Katalysatorschichten werden kritische Rohstoffe aus der Gruppe der Platingruppenelemente eingesetzt, insbesondere Iridium (Ir) und Platin (Pt). Mit dem Ausbau der Wasserstoffwirtschaft steigt auch die Nachfrage nach diesen Elementen, ihre Gewinnung ist jedoch mit geopolitischen, ökologischen und sozialen Risiken verbunden. Vor diesem Hintergrund kommt der Entwicklung nachhaltiger und effizienter Recyclingverfahren eine zentrale Bedeutung zu.

Ziel des Projekts PUREcycle ist die Entwicklung eines nachhaltigen und umweltfreundlichen Recyclingkonzeptes für Platingruppenelemente aus PEM-Elektrolyseuren. Eine enge Kollaboration zwischen Forschung und Industrie ist dabei der Schlüssel zum Erfolg: Während die Industriepartner an der Verbesserung der Leistungsfähigkeit und Haltbarkeit der Katalysatoren, an optimierten PEM-Designs sowie der Nutzung von recyceltem Material forschen, konzentrieren sich TUBAF und Fraunhofer IKTS auf die Entwicklung eines Ablöseverfahrens für die Ir- und Pt-haltige Katalysatorschicht sowie auf die Weiterentwicklung der Recyclingstrategie zur Rückgewinnung der Platingruppenelemente. Der Fokus liegt dabei auf nachhaltigen hydrometallurgischen Verfahren, beispielsweise durch den Einsatz umweltfreundlicher Chemikalien und Biolaugung. Der entwickelte Recyclingprozess soll anschließend in eine Pilotanlage übertragen und unter praxisnahen Bedingungen erprobt werden. Darüber hinaus wird das Recyclingkonzept mittels simulationsbasierter Ökobilanzierung (LCA) evaluiert und weiter optimiert.

Die AG Mikrobiologie und Biohydrometallurgie untersucht im Zuge des Projekts den Einsatz von Biolaugungsverfahren zur Rückgewinnung von Pt und Ir aus der Katalysatorschicht. Dafür sollen zunächst verschiedene mikrobielle Konsortien und Laugungsbedingungen getestet und optimiert werden, um den Prozess anschließend in den Bioreaktor zu überführen und ein Upscaling durchzuführen.