Hybride Lithiumgewinnung

Projektbeschreibung und Forschungsinhalte

Mit der Programmfamilie Unternehmen Region fördert das Bundesforschungsministerium regionale Innovationsbündnisse in Ostdeutschland.

Lithium wird gegenwärtig vorwiegend aus Salzlagerstätten und Solen in Südamerika gewonnen. Der Gewinnung aus lithiumhaltigen Erzen, Sekundärrohstoffen (z.B. verbrauchten Li-Akkus) und lithiumhaltigen Lösungen (Tiefenwässer, etc.) kommt bislang aufgrund der geringeren Lithiumgehalte und Komplexität der Gewinnung eine untergeordnete Rolle zu. Eine Gewinnung von Lithium in Form von Lithiumcarbonat aus den genannten Rohstoffen wird künftig aus wirtschaftlichen und geo­politischen Gründen aber dringend erforderlich sein. Dabei sind insbesondere solche Gewinnungs­verfahren erfolgversprechend, die in der Lage sind alle Rohstoffe in einem ganzheitlichen Prozess zu vereinen. Die Technologieplattform der Hybriden Lithiumgewinnung weist gegenüber bestehenden Aufbereitungsverfahren den Vorteil auf, dass das System flexibel auf Änderungen der Markt­bedingungen (Preise, Kosten) und der Stoffströme (Mengen) reagieren kann, in dem auf Primär­rohstoffe, wie Zinnwaldit und lithiumhaltige Solen zurückgegriffen wird.

Neben der Gewinnung aus lithiumhaltigen Erzen bzw. Solen gilt es, ein tragfähiges Urban-Mining-Konzept für die Erschließung lithiumhaltiger Sekundärrohstoffe zu konzipieren. Der Fokus liegt auf dem Recycling von Li-Gerätebatterien, die im Gegensatz zu den Industriebatterien bereits in großen Massen vorliegen und deren mengenmäßiger Bestand auch in Zukunft stark wachsen wird. Die Batterien bzw. Akkumulatoren kommen vor allem in Foto- und Videogeräten,  Haus- und Heim­werker­geräten, der Informationstechnik und Unterhaltungselektronik sowie in medizinischen Geräten zum Einsatz. Zu den neueren Anwendungen der Li-Batterien gehören eBikes bzw. Pedelecs, die ebenfalls stark steigende Verkaufszahlen aufweisen. Angesichts der Typenvielfalt und unter­schiedlichen Einsatzmöglichkeiten gilt es zunächst die wesentlichen Charakteristika und Wertstoffe lithiumhaltiger Gerätebatterien zu erfassen.

Angesichts der ständigen Weiterentwicklungen der Li-Akkumulatoren bzw. -batterien in Klein- und Großgeräten ist zusätzlich zur Bestandsaufnahme eine Technologie-Roadmap zu erstellen. Ziel des Roadmappings ist die Vorhersage und Bewertung zukünftiger technologischer Entwicklungen auf dem Gebiet der Li-Batterien sowie ihrer Komponenten. Aufbauend auf der Analyse der Recycling­fähigkeit gilt es, das Wertschöpfungspotenzial der Entsorgungslogistik und Verwertung von Li-Batterien zu erfassen.

Unter der fachlichen Leitung von Prof. Dr. rer. pol. Michael Höck sind M. Sc. Peter Sittig und Dipl.-Kffr. Sonja Meisenzahl mit der Bearbeitung der Arbeitspakete betraut.

Publikationen

G. Martin, L. Rentsch, M. Hoeck, M. Bertau (2018): Lithium Extracting from Zinnwaldite: Exonomical Comparison of an Adapted Spodumene and a Direct-Caonation Process, in: Chemical Engineering Technology, Vol. 41, No. 5, pp. 1-9.

G. Martin, L. Rentsch, M. Hoeck, M. Bertau (2017), Lithium Market Research - Globaly Supply, Future Demand and Price Development. Energy Storage Materials, Volume 6, S. 171-179.

L. Rentsch, M. Hoeck, I. Aubel, N. Schreiter, M. Bertau (2016), PhytoGerm – Extraction of Germanium from biomass, in: Journal of Business Chemistry, Volume 13, Issue 1, S. 47-58. 

M. Hoeck, S. Meisenzahl, P.-P. Sittig, Zukunftstechnologie Lithium-Batterien – Technologie-Roadmap für Lithium-Gerätebatterien, Chem. Ing. Tech., Vol. 86, S. 1-8.

M. Hoeck, P.-P. Sittig (2014), Wirtschaftlichkeit des Recyclings von Lithium-Batterien, in: Acamonta, 21. Jg, 2014, S. 113 - 116.

M. Hoeck,  S. Meisenzahl, P.-P. Sittig (2013), Neue Konzepte - Batterien; in: Logistik Heute, 12/2013, S. 58-59.

M. Hoeck, S. Meisenzahl, P.-P. Sittig (2013), Marktstudie des Batterieaufkommens und der Batterie­rück­gabe, speziell der Lithiumbatterien; in: Müll und Abfall, 45. Jg, S. 304-310.

M. Hoeck, P.-P. Sittig, S. Meisenzahl (2013), Entsorgung lithiumhaltiger Gerätebatterien, Umwelt Magazin, Heft 4/5, S. 16-18.

Links

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