Für Wissenschaftler gibt es wohl nichts Schöneres, als wenn sich ihre aufgestellten und mühsam überprüften Hypothesen verifizieren lassen. Wenn sich Annahmen dann nicht nur als richtig erweisen, sondern Erwartungen sogar noch übertroffen werden, ist das wohl ein ganz besonderer Moment für Forschende. Einen solchen erlebte vermutlich auch Yan Wang, als er seine Arbeiten zu recycelten Materialien aus gebrauchten Lithium-Ionen-Batterien abgeschlossen hat. Wang ist leitender Wissenschaftler, Mitbegründer des Unternehmens Battery Resourcers und Professor am Worcester Polytechnic Institute im US-Bundesstaat Massachusetts. Seine bisherigen Forschungen zu Recyclingtechnologien haben bereits mehrere Patenten nach sich gezogen.
Recycling-Akku im Vergleich getestet
„Die Nachfrage an Lithium-Ionen-Batterien steigt. Darum wird es immer wichtiger, Materialien aus gebrauchten Batterien zu recyceln. Insbesondere gilt das für Batterien von Elektrofahrzeugen”, sagte Wang selbst dazu. Ein Recycling-Akku könnte demnach eine wichtige Rolle in der Bewältigung der Rohstoffknappheit sowie beim Umweltschutz spielen. Bisher gelten recycelte Materialien jedoch als minderwertig im Vergleich zu herkömmlichen Bestandteilen. Daher verzichtet die Industrie derzeit darauf, recyceltes Material in neuen Batterien zu verwenden. Genau hier setzte die Forschung von Yan Wang an. Die Forscher verglichen mithilfe von physikalischer Tests sowie mit Bildgebungsverfahren und Computersimulationen neue Kathodenmaterialien mit solchen, die durch ein spezielles Recyclingverfahren aus alten E-Fahrzeug-Batterien gewonnen wurden.
Mögliche Lösung für E-Fahrzeuge: Recycling-Akku
Die Ergebnisse zeigen, dass die einzigartige Mikrostruktur der recycelten Materialien eine überlegene elektrochemische Leistung ermöglicht. Bei der Frage, wie gut diese Batterien ihre Kapazität nach vielen tausend Ladezyklen halten können, stellte sich also heraus, dass der Recycling-Akku bei einer ähnlichen Energiedichte eine deutlich längere Lebensdauer hatte. Das recycelte Material übertrifft demnach kommerziell erhältliche Äquivalente sogar noch und bietet damit eine grüne sowie nachhaltige Lösung für gebrauchte Lithium-Ionen-Batterien. „Batteriehersteller wollen wissen, dass recycelte Kathodenmaterialien nicht unterlegen sind. Unsere Forschung zeigt, dass recycelte Materialien elektrochemisch mit neuen, hochmodernen Kathodenmaterialien mithalten oder diese sogar übertreffen können“, präzisiert Yan Wang die Ergebnisse. Das ermöglicht in Zukunft womöglich einen Recycling-Akku, der potenziell umweltfreundlich ist und als rentable Ressource für Batteriehersteller gelten kann.
Quelle: wpi.edu, wpi.edu (2), cell.com / Fotocredit: © WORCESTER POLYTECHNIC INSTITUTE/USABC
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