Lithiumbatterien, die nicht ordnungsgem\u00e4\u00df recycelt werden, k\u00f6nnen giftige Metalle in die Umwelt freisetzen, die dann in die Lunge eingeatmet werden und Gesundheitsprobleme wie Herz-Kreislauf- und Lungenerkrankungen verursachen k\u00f6nnen.<\/p>\n
Die meisten Lithiumbatterien werden recycelt, indem sie in Pulverform zerkleinert werden, bevor sie entweder geschmolzen (Pyrometallurgie) oder in S\u00e4ure aufgel\u00f6st werden (Hydrometallurgie). Beide Verfahren verbrauchen enorme Mengen an Energie und geben Treibhausgase an die Umwelt ab.<\/p>\n
Die Kathoden sind das Herzst\u00fcck jeder Lithium-Ionen-Batterie und verantwortlich f\u00fcr ihre Spannung und Leistung. Um qualitativ hochwertige Kathoden herzustellen, m\u00fcssen die Materialien eine hohe Porosit\u00e4t aufweisen (eine Oberfl\u00e4che, die es den Lithiumionen erm\u00f6glicht, sich zwischen Anode und Kathode zu bewegen). Por\u00f6sere Kathoden bedeuten also eine gr\u00f6\u00dfere Energiespeicherkapazit\u00e4t - in einer Studie wurde festgestellt, dass recyceltes Kathodenpulver por\u00f6ser war als kommerziell hergestelltes Kathodenpulver und es daher m\u00f6glich war, dass Batterien, die mit recyceltem Material zusammengebaut wurden, eine \u00e4hnliche Leistung aufwiesen wie Batterien, die aus neuen Materialien hergestellt wurden.<\/p>\n
Die Forschungsarbeiten wurden an der University of California, Irvine, von Forschern unter der Leitung von Nikhil Gupta durchgef\u00fchrt. Aufbauend auf fr\u00fcheren Arbeiten, die zeigten, dass die Verwendung von recyceltem Kathodenmaterial die Batterieleistung erh\u00f6hen und die Betriebsdauer von Lithium-Ionen-Batterien verl\u00e4ngern kann, verwendeten sie ein neuartiges Verfahren zur Herstellung von Kathodenpulver, das mehr als dreimal por\u00f6ser ist als die herk\u00f6mmliche Methode. Scheren, Mahlen, S\u00e4ureauslaugung, Sortierung nach Partikelgr\u00f6\u00dfe und Chemie und Verarbeitung f\u00fchren zu Hochleistungskathoden, die dann mit fl\u00fcssigen Elektrolyten gemischt und verarbeitet werden, bevor sie wieder zu Hochleistungskathoden gemischt werden, die im Vergleich zu herk\u00f6mmlichen Produktionsmethoden aus recycelten Quellen l\u00e4nger im Einsatz bleiben.<\/p>\n
Lithium-Ionen-Batterien ben\u00f6tigen einen fl\u00fcssigen Elektrolyten, um Ionen zwischen Anode und Kathode zu leiten, den so genannten Elektrolyten. Dieses Element, das in der Regel aus anorganischem Salz besteht, das in nichtw\u00e4ssrigen organischen L\u00f6sungsmitteln wie Propylencarbonat oder Mischungen von Ethylencarbonaten mit aliphatischen Carbonaten wie Dimethyl-, Diethyl- und Ethylmethylcarbonaten gel\u00f6st ist, spielt eine wesentliche Rolle f\u00fcr die Leistung der Batterie. F\u00fcr eine optimale Batterieleistung muss es eine Grenzfl\u00e4che mit geringem Widerstand f\u00fcr eine effiziente Batterieleistung gew\u00e4hrleisten - die Auswahl des Elektrolyten ist von entscheidender Bedeutung f\u00fcr die Batterieleistung.<\/p>\n
Beim Recycling von Lithiumbatterien werden diese traditionell mechanisch zerkleinert und eingeschmolzen oder in S\u00e4ure aufgel\u00f6st. Leider ben\u00f6tigen diese Verfahren \u00fcberm\u00e4\u00dfig viel Strom und f\u00fchren zu einer unhandlichen Masse von Metallen, die sich nur schwer recyceln lassen. Diese Forschung schl\u00e4gt stattdessen das \"direkte Kathodenrecycling\" vor, eine energiesparende Alternative.<\/p>\n
Beim direkten Kathodenrecycling wird eine Batterie in ihre einzelnen Elemente zerlegt und diese nach ihren physikalischen Eigenschaften sortiert. Zun\u00e4chst erfolgt eine Scherung unter inerter Atmosph\u00e4re; anschlie\u00dfend werden die Materialien zerkleinert und zu feinen Fraktionen gemahlen, um sie zu trennen und zu reinigen. Bei diesem Verfahren werden Verunreinigungen wie Aluminium und Kupfer, die die Leistung beeintr\u00e4chtigen k\u00f6nnten, sowie \u00dcbergangsmetallionen wie Ni2+ und Co2+ aus der L\u00f6sung entfernt, so dass nur Lithiumsalze und Graphit als Ausgangsprodukte zur\u00fcckbleiben.<\/p>\n
Lithium-Ionen-Batterien, die in Elektroautos und Smartphones, aber auch in Kinderspielzeug, E-Zigaretten und Laptops verwendet werden, k\u00f6nnen oft recycelt werden. Allerdings ist das Verfahren oft m\u00fchsam und kostspielig, was viele Unternehmen davon abgehalten hat, ein Recyclingunternehmen zu gr\u00fcnden.<\/p>\n
Lithiumbatterien werden aus verschiedenen Materialien hergestellt, darunter Kupfer und Kobalt. Diese Metalle sind zwar f\u00fcr die Batterieherstellung unerl\u00e4sslich, ihre Gewinnung kann jedoch aufgrund der Produktion giftiger Abf\u00e4lle gef\u00e4hrlich sein und tr\u00e4gt durch die Emission von Treibhausgasen w\u00e4hrend des Abbaus zum Klimawandel bei. Das Batterierecycling bietet eine L\u00f6sung, um die Nachfrage nach diesen Ressourcen zu senken und gleichzeitig die Umweltauswirkungen zu verringern.<\/p>\n
Recycling kann dazu beitragen, unsere wertvollen Ressourcen zu sch\u00fctzen, indem sie nicht auf M\u00fclldeponien landen, wo sie die Umwelt sch\u00e4digen k\u00f6nnten, und den Energieverbrauch f\u00fcr die Herstellung von Rohstoffen zu senken, deren Produktion teure Energie erfordert (was zu den Treibhausgasemissionen beitr\u00e4gt), oder die Ausbeutung von Arbeitern in der Dritten Welt zu vermeiden, die unter unsicheren Bedingungen nach Kobalt oder anderen Mineralien graben.<\/p>\n
Die typische Methode f\u00fcr das Recycling von Lithium-Ionen-Batterien besteht in der Zerkleinerung und Reinigung ihrer Bestandteile, um die Kathode zu gewinnen. Leider ist dies sowohl teuer als auch ineffektiv bei der Herstellung von Qualit\u00e4tsprodukten. Gl\u00fccklicherweise entwickeln Forscher alternative Verfahren, bei denen die Kathoden intakt bleiben, so dass sie unversehrt verkauft werden k\u00f6nnen; diese Verfahren werden wesentlich kosteng\u00fcnstiger und umweltfreundlicher sein als die herk\u00f6mmlichen.<\/p>\n
Lithium-Ionen-Batterien k\u00f6nnen zwar h\u00e4ufig recycelt werden, aber mit jedem Zyklus kann sich ihr Reinheitsgrad etwas verringern. Daher wird den Verbrauchern empfohlen, eine \u00f6rtliche R\u00fccknahmestelle f\u00fcr gebrauchte Lithiumbatterien zu finden. Obwohl sie f\u00fcr die allt\u00e4gliche Entsorgung in der M\u00fclltonne sicher genug sind, enthalten Lithium-Ionen-Batterien sch\u00e4dliche Chemikalien, die nahe gelegene Gegenst\u00e4nde angreifen k\u00f6nnen, wenn sie zu lange herumliegen. Eine sichere Entsorgung kann daher durch die Inanspruchnahme eines geeigneten Recyclingdienstes oder durch R\u00fccksprache mit dem Hersteller gew\u00e4hrleistet werden.<\/p>\n
Lithiumbatterien sind zu einem integralen Bestandteil von Elektrofahrzeugen und anderen Produkten mit sauberer Energie geworden. Sie m\u00fcssen jedoch verantwortungsvoll recycelt werden, damit sie nicht zu einer Brandgefahr werden oder giftige Chemikalien in die Umwelt gelangen. Anstatt Batterien wegzuwerfen, sollten sie bei den Batterie-Recyclingzentren abgegeben werden. Blaue oder gelbe Recycling-Tonnen k\u00f6nnten die Batterien bei der Verarbeitung besch\u00e4digen und ein Brandrisiko darstellen; stattdessen sollten sie bei einem der sieben Home Chemical and Battery Recycling Centers abgegeben werden.<\/p>\n
Diese Zentren sind auf das Recycling von Lithiumbatterien spezialisiert, die in Produkten wie Elektrowerkzeugen, Digitalkameras, Kinderspielzeug, E-Zigaretten und Laptops enthalten sind. Au\u00dferdem bieten sie sichere Entsorgungsl\u00f6sungen f\u00fcr gr\u00f6\u00dfere Wattstundenbatterien, die in Autos oder Haushalten verwendet werden, k\u00f6nnen aber keine kleineren Wattstundenbatterien annehmen, da diese zu gef\u00e4hrlich sind. Wenn Sie eine dieser gro\u00dfen Wattstundenbatterien besitzen und sie recyceln m\u00f6chten, besuchen Sie eines der sieben Recyclingzentren!<\/p>\n
Beim Recycling einer Lithiumbatterie wird diese zun\u00e4chst zerkleinert und die weniger teuren Komponenten, wie das Stahlgeh\u00e4use der Batterie und die elektronischen Schaltkreise, von der Kathode getrennt. Dann extrahieren die Wissenschaftler Elemente, darunter die \"Schwarze Masse\", ein Extrakt aus Nickel, Kobalt, Aluminium und Mangan, das seltene und teure Metalle enth\u00e4lt. Dieses Pulver kann dann wieder aufbereitet und mit neuen Elementen gemischt werden, um die Leistung zu verbessern, wodurch seltene Metalle eingespart werden, die sonst verloren gegangen w\u00e4ren.<\/p>\n
Das Recycling von Lithiumbatterien ist eine weitere gute M\u00f6glichkeit, der weltweiten Verknappung von wichtigen Mineralien wie Kobalt und Nickel entgegenzuwirken, bei denen es regelm\u00e4\u00dfig zu Lieferengp\u00e4ssen kommt, die die Effizienz und Lebensdauer von Elektrofahrzeugen gef\u00e4hrden. Recycling kann auch dazu beitragen, globale Mineralienknappheit wie diese zu bek\u00e4mpfen, indem es hilft, den globalen Bedarf direkter zu decken.<\/p>\n
Dieses Verfahren \u00e4hnelt den \u00fcblichen pyrometallurgischen Techniken, erfordert jedoch weniger Energie und Abfallproduktion als andere Recyclingtechniken. Als wirksame Alternative zur Pyrometallurgie - die in der Regel viel Energie verbraucht und giftige Nebenprodukte erzeugt - und zur Hydrometallurgie (bei der Metalle auf chemischem Wege zur\u00fcckgewonnen werden) weist dieses Verfahren h\u00f6here R\u00fcckgewinnungsraten f\u00fcr Metalle auf als diese Verfahren allein.<\/p>\n
Das Recycling von Batterien kann dazu beitragen, die Umweltauswirkungen von Elektrofahrzeugen und Ger\u00e4ten, die Lithiumbatterien verwenden (z. B. Laptops), zu verringern. Das Recycling kann wertvolle Materialien erhalten, erneuerbare Energiequellen bereitstellen und den Bedarf an Bergbau verringern, w\u00e4hrend gleichzeitig die Abfallmenge auf den Deponien reduziert wird. Leider ist das Recycling von Batterien jedoch nicht ganz unproblematisch.<\/p>\n
Um recycelt werden zu k\u00f6nnen, m\u00fcssen die Batterien zun\u00e4chst vollst\u00e4ndig entladen werden, da Lithiumbatterien gef\u00e4hrlich sind, wenn sie nicht in der Schwebe bleiben. Sobald sie f\u00fcr das Recycling bereit sind, sollten sie zerlegt und in kleine St\u00fccke geschreddert werden, bevor sie geschmolzen oder aufgel\u00f6st werden, um ihre Metalle zur\u00fcckzugewinnen - bei diesem Verfahren kann Staub in der Luft entstehen, der die Umgebung verunreinigt und zu Atemwegserkrankungen f\u00fchren kann; Lithium gilt als gef\u00e4hrliches Metall, daher ist auch hier Vorsicht geboten.<\/p>\n
Forscher an der Faraday Institution im Vereinigten K\u00f6nigreich leisten nun Pionierarbeit bei einer neuartigen Methode zum Recycling von Lithiumbatterien, bei der eine Ultraschallsonde verwendet wird, \"\u00e4hnlich der, die Zahn\u00e4rzte zur Zahnreinigung einsetzen\", so Gupta. Durch die Fokussierung des Ultraschalls auf die Oberfl\u00e4che entstehen winzige Bl\u00e4schen, die implodieren und die Beschichtung absprengen, so dass Kathoden und Anoden zur\u00fcckgewonnen werden k\u00f6nnen, die einen hohen Geldwert haben.<\/p>\n
Au\u00dferdem hilft das Recycling der Umwelt, indem es die Kohlenstoffemissionen aus dem Bergbau reduziert. Nach Sch\u00e4tzungen des McKinsey-Instituts k\u00f6nnte ein weit verbreitetes Batterierecycling die Kohlenstoffemissionen um 25% pro Kilowattstunde verringern. F\u00fcr ein erfolgreiches Batterierecycling muss die Gewinnung wertvoller Metalle ohne Besch\u00e4digung von Kathode oder Anode gelingen.<\/p>\n
Lithiumbatterien enthalten Edelmetalle wie Nickel und Kobalt, die sowohl in Elektrofahrzeugen als auch in elektronischen Ger\u00e4ten verwendet werden. Es ist jedoch wichtig, daran zu denken, dass sie niemals in blaue oder gelbe Recyclingtonnen gegeben werden sollten - diese Brandgefahr muss in speziellen Recyclinganlagen beseitigt werden. Wenn Sie Lithiumbatterien aus irgendeinem Grund recyceln m\u00fcssen, wickeln Sie die Pole einfach in nicht leitendes Klebeband (Elektro-, Verpackungs- oder Klebeband) ein, bevor Sie sie bei einem der sieben Home Chemical and Recycling Centers der Beh\u00f6rde oder bei Einzelh\u00e4ndlern abgeben, die sie zum Recycling annehmen.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Lithiumbatterien, die nicht ordnungsgem\u00e4\u00df recycelt werden, k\u00f6nnen giftige Metalle in die Umwelt freisetzen, die dann in die Lunge eingeatmet werden und Gesundheitsprobleme wie Herz-Kreislauf- und Lungenerkrankungen verursachen k\u00f6nnen. Die meisten Lithiumbatterien werden recycelt, indem sie in Pulverform zerkleinert werden, bevor sie entweder geschmolzen (Pyrometallurgie) oder in S\u00e4ure aufgel\u00f6st werden (Hydrometallurgie). Beide Verfahren ...<\/p>\n