Der Hauptbestandteil eines Lithium-Ionen-Akkus ist – unschwer zu erahnen – Lithium. Ebenso sind darin aber andere Metalle wie Kobalt, Nickel oder Kupfer enthalten, die für die Elektroden im Akku gebraucht werden. Besonders Kobalt ist selten, weshalb es bei den bisherigen Methoden zum Recyceln von Akkus stets um diese sogenannten Übergangsmetalle ging. Dazu werden mit hohem Energieaufwand gebrauchte Akkus zusammengeschmolzen und dann mit Säure behandelt, um Kobalt, Nickel und Co. zurückzugewinnen. Das enthaltene Lithium lässt man außer Acht.
Recyceln mit Wasser und Alkohol
Anders machen es der Chemiker Daniel Brandell und seine Forschergruppe an der Universität Uppsala in Schweden. Sie haben eine Methode entwickelt, mit der sich rund Dreiviertel des Lithiums in einem Akku zurückgewinnen lassen. Dazu benötigen Brandell und seine Kollegen auch keine ätzenden Säuren oder hohe Energiemengen, sondern vor allem Wasser und Ethanol, also Alkohol, “zwei der am wenigsten verseuchenden Flüssigkeiten”, wie die Forscher schreiben.
Wäre das alles, hätte man die Methode sicher schon im großen Stil angewendet. Tatsächlich funktioniert sie aber nicht bei den gängigen Akkus, die neben Lithium auch Anteile der Übergangsmetalle enthalten. Kommen diese nämlich in Kontakt mit Wasser, sind sie nicht mehr zu verwenden. Statt Kobalt-, Nickel- oder Kupferverbindungen haben die schwedischen Wissenschaftler deshalb organische Materialien als Elektroden verwendet. “Diese Idee ist bei weitem nicht neu”, gibt Brandell zu. Experimente damit gab es bereits in den 1960er-Jahren, allerdings blieb die erreichte Leistung zu gering. “Aber die organischen Materialien haben auch Vorteile und wir sind die ersten, die diese ausnutzen”, sagt Brandell. Auf die Frage, ob sie Pionier-Forschung betreiben würden, gibt er sich bescheiden. Aber an dieser Stelle, ja, da seien sie vielleicht tatsächlich so etwas wie Pioniere.
Akkus aus Kiefer und Luzerne
Das verwendete Elektrodenmaterial lässt sich zum Beispiel aus der Sprossen der Luzerne oder aus Kiefernadeln herstellen. Die Leistung der “grünen” Batterie liegt bisher noch bei mageren 1,2 Volt und bringt nicht mehr als eine Fahrradlampe im Labor zum Leuchten. Den Akku weiter zu entwickeln und die Spannungszahl zu erhöhen, sollte aber für Chemieingenieure kein Problem sein, sagt Brandell. Im Moment sind sie noch auf der Suche nach einem Unternehmen, das kooperieren und sich durch umweltfreundliche Batterien profilieren möchte.
Für den Einsatz in Elektroautos eignen sich die Akkus übrigens nicht, meint Brandell. Die hohe Lebensdauer und Energiedichte, die es dort bräuchte, schaffen die organischen Akkus nicht. Sehr gut kann Brandell sich aber den Einsatz in Smartphones oder Laptops vorstellen. „Da sind die technischen Anforderungen nicht so groß, das wäre auf jeden Fall machbar”, schätzt der Chemiker. Außerdem arbeiten er und seine Kollegen an einer Weiterentwicklung des Akkus, denn vollständig “grün” ist er bisher nicht: Der verwendete Elektrolyt ist nicht organisch, und es gibt noch keine Alternative. Die schwedischen Forscher haben sich aber dahinter geklemmt und haben auch schon Ideen, sagt Brandell. Verraten will er sie nicht, denn noch ist nichts publiziert. Wer weiß, vielleicht werden Brandell und seine Kollegen hier ebenfalls so etwas wie Pioniere.
