Auch wirtschaftlich lohnt es sich, Nickel aus gebrauchten Ni-MH-Batterien zurückzugewinnen. (Bild: TU Wien)
„Moderne Batterien, wie etwa Nickel-Metallhydrid (Ni-MH) und Lithium-Ionen-Batterien, bestehen aus verschiedenen Komponenten, was Recycling- und Verwertungsprozesse technologisch anspruchsvoll macht“, sagt Prof. Günther Rupprechter vom Institut für Materialchemie der TU Wien und Leiter des Forschungsprojekts. „Eine unsachgemäße Entsorgung kann zu chemischen Lecks, Bränden und Umweltverschmutzung führen.“
Doch auch wirtschaftlich lohnt es sich, Nickel aus gebrauchten Ni-MH-Batterien zurückzugewinnen: In der EU könnten Altbatterien und Schrott aus der Batterieproduktion bis 2030 etwa 16 % des benötigten Nickels liefern, was ausreicht, um jährlich 1,3 bis 2,4 Mio Elektrofahrzeugen auszustatten. Eine Alternative ist das Upcycling von Nickel zu Katalysatoren, wie es im Forschungsprojekt demonstriert wurde.
Wie aus Batterien Katalysatoren werden
Für die Nanokatalysatoren, die zu 92 bis 96 % aus Aluminiumoxid und zu 4 bis 8 % aus Nickel bestehen, hat das Forschungsteam Nickel aus gebrauchten Ni-MH-Batterien extrahiert und Aluminiumoxid aus gebrauchter Alufolie hergestellt. Mit dem Katalysator haben die Wissenschaftler CO2 zusammen mit Wasserstoff in Methan umgewandelt – bei normalem Atmosphärendruck und 250 °C. Im nächsten Schritt will sich das Forschungsteam daran machen, das Verfahren hochzuskalieren.
Kann der Katalysator auch recycelt werden?
Bei vielen Katalysatoren kommt es im Lauf der Zeit zu einer Deaktivierung, weil sich der Katalysator strukturell verändert oder weniger effektiv wird, da sich Fremdmaterialien angelagert haben. Eine solche Deaktivierung wurde bei der Studie nicht festgestellt. Trotzdem war es dem Team wichtig, in geschlossenen Kreisläufen zu denken und sich daher zu überlegen, wie auch der Katalysator selbst recycelt werden kann. „Um den Nachhaltigkeitskreislauf zu schließen, kann man die verbrauchten Katalysatoren wieder in ihre ursprünglichen Bestandteile zerlegen, um wiederverwendet zu werden", sagt Dr. Qaisar Maqbool, Erstautor der Studie.
