Akku-Recycling mit Wasser: Neuer Kleber löst sich ohne giftige Chemikalien
Forschende der UC San Diego und von Toyota haben ein fluorfreies Bindemittel für Lithium-Ionen-Akkus entwickelt. Zum Recycling genügt es, die Elektroden in Wasser zu legen.
Symbolbild · Foto: Sevenethics / Wikimedia Commons, CC0 (zugeschnitten und skaliert)
In Lithium-Ionen-Akkus hält ein Bindemittel die aktiven Materialien auf der Metallfolie der Elektroden. Üblich sind fluorhaltige Kunststoffe, die mit giftigen Lösungsmitteln, Trockenöfen und aufwendiger Lösungsmittelrückgewinnung verarbeitet werden – und sich beim Recycling nur mit großer Hitze oder ätzenden Chemikalien entfernen lassen. Ein Team um Zheng Chen von der University of California San Diego hat zusammen mit dem Toyota Research Institute of North America eine Alternative vorgestellt, die Studie erschien in Nature Communications.
Der neue Binder kommt ohne Fluor aus und wird mit Wasser verarbeitet. Er besteht aus Polyacrylsäure und Carboxymethylcellulose, die mit Zitronensäure zu einem Netzwerk verknüpft werden. Akkus damit erreichten die Anfangsleistung herkömmlicher Zellen und hielten ihre Kapazität über Hunderte bis Tausende Ladezyklen länger. Er funktioniert mit LFP- und nickelreichen Kathoden sowie mit Graphit- und Siliziumanoden.
Zum Recycling werden die Elektroden in Wasser eingeweicht: Der Binder löst sich, die Beschichtung trennt sich rückstandsfrei von der Folie. Die zurückgewonnenen Materialien schnitten nach der Aufbereitung so gut ab wie Material, das aus Akkus mit herkömmlichem Binder zurückgewonnen wurde. Als Nächstes will das Team die Herstellung hochskalieren und den Binder mit Industriepartnern auf den Markt bringen.