Het efficiënt recycleren van batterijen en het opnieuw in de productie op te nemen van de teruggewonnen materialen is nog steeds een schijnbaar onoplosbaar probleem voor de industrie. Daarom zijn onderzoekers over de hele wereld op zoek naar nieuwe benaderingen. Helmholtz Institute for Resource Technology Freiberg ontwikkelde een concept om grafiet uit gebruikte lithium-ion batterijen te recyclen.
Elektromobiliteit doet de vraag naar lithium-ion batterijen toenemen – en leidt tot een enorme wereldwijde vraag naar materialen zoals nikkel, kobalt, lithium en natuurlijk grafiet. Deze zijn echter niet oneindig beschikbaar op aarde. Ook vindt de winning vaak onder slechte omstandigheden plaats. Daarom is de ontwikkeling van efficiënte recyclingtechnologieën en de integratie van teruggewonnen materialen in de productie van batterijcellen absoluut noodzakelijk.
Kritische materialen
Een zeer relevant maar ook zeer kritisch materiaal voor lithium-ion batterijen is grafiet. Als gevolg van de energietransitie in de mobiliteitssector zal grafiet de komende decennia een van de bepalende materialen blijven voor de batterijproductie. Natuurlijke afzettingen van grafiet die op rendabele wijze kunnen worden ontgonnen, zijn echter zeldzaam. Bovendien zijn recyclingbedrijven momenteel niet in staat grafiet terug te winnen. Daarom eindigt het als afval of wordt het gebruikt als reductiemiddel tijdens het recyclingproces.
Schuimflotatie is een gevestigd en efficiënt proces voor het scheiden van waardevolle mineralen uit afvalgesteente voor deeltjesgroottes van ongeveer 10 tot 200 micrometer. Het proces is gebaseerd op de selectieve hydrofobisering, d.w.z. de waterafstotende eigenschap, van mineralen en de hechting van deze deeltjes aan gasbellen, die vervolgens via een schuim worden afgevoerd. Daarom zijn de oppervlakte-eigenschappen, maar ook andere deeltjeseigenschappen zoals grootte en morfologie, de belangrijkste scheidingskenmerken voor schuimflotatie. Door een schuimflotatiestap toe te voegen, kunnen de metalen en het grafiet samen worden teruggewonnen.