De vraag naar batterijen zal de komende jaren blijven groeien, waarbij een nieuw type geleidende keramiek de basis vormt voor een verbeterde methode om lithium te recyclen. Elektrische voertuigen, laptops en elektrische tandenborstels gebruiken allemaal lithium-ion batterijen, die momenteel de meest efficiënte zijn. De populariteit van deze batterijen stijgt, vooral met de verschuiving naar elektrische mobiliteit, wat de prijzen opdrijft en leidt tot hoge kosten en broeikasgasemissies bij de grondstofwinning.
Lithiumrecycling
De recycling van lithium heeft tot nu toe niet veel vooruitgang geboekt vanwege de inefficiëntie van bestaande methoden. Het hergebruik van lithium zou echter kunnen bijdragen aan een duurzamere productie van batterijen. Met de groeiende hoeveelheid batterijen zal ook de afvalstroom toenemen. Hoewel er al efficiënte methoden bestaan voor het recyclen van materialen zoals kobalt, koper en nikkel, is lithiumrecycling nog steeds niet kosteneffectief. De vraag naar zeldzame aardmetalen zal naar verwachting tegen 2030 vervijfvoudigen. Duitse wetenschappers ontwikkelen een nieuwe techniek om lithium-ionen uit gebruikte batterijen te extraheren. Ze hebben een speciaal membraan ontworpen dat lithium-ionen selectief opvangt.
Membraanelektrolyse
De Duitse onderzoekers maken gebruik van membraanelektrolyse. Dit proces, vergelijkbaar met die voor waterstofproductie, scheidt lithium-ionen via een permselectief keramisch membraan. Het membraan laat alleen lithium-ionen door, terwijl andere ionen en watermoleculen worden uitgesloten. In het proces stroomt lithiumhoudend afvalwater door het membraan, waarbij elektriciteit wordt gebruikt om lithium-ionen naar de kathode te leiden. Hier reageren de ionen met waterstof- en hydroxide-ionen om lithiumhydroxide te vormen, een stof die nodig is voor de productie van nieuwe batterijen.
Toekomstige vooruitzichten
Evonik ziet mogelijkheden om hun technologie ook toe te passen op lithiumpekel, een bron van lithium uit zoutgrondwater. Hoewel het nog in de onderzoeksfase zit, zou dit de Europese batterij-industrie kunnen helpen, vooral als Europese bronnen worden benut om de afhankelijkheid van lithiumimporten te verminderen. Voor nu richt Evonik zich op het verbeteren van hun methode en het ontwikkelen van prototypes. In de toekomst zou elektrolyse op grotere schaal kunnen plaatsvinden in recycling- en batterijproductiefaciliteiten.
