Met materialen van dennennaalden of luzernespruiten kunnen recyclebare lithium-ionbatterijen worden gebouwd. (Foto: Daniel Brandell / University of Uppsala)
Hardop lezen Conventionele lithium-ionbatterijen, zoals die van duizenden mensen in smartphones, laptops en autoaccu's, kunnen tot op heden niet naar tevredenheid worden gerecycled. Als u de structuur van de batterij wijzigt, is een herstel van lithium mogelijk met relatief eenvoudige middelen. Natuurlijk zorgt een milieuvriendelijke structuur ervoor dat het recyclen van batterijen mogelijk is.

Het hoofdbestanddeel van een lithium-ionbatterij is - niet moeilijk te raden - lithium. Evenzo bevat het echter andere metalen zoals kobalt, nikkel of koper, die nodig zijn voor de elektroden in de batterij. Vooral kobalt is zeldzaam en daarom ging in de vorige methoden voor het recyclen van batterijen altijd naar deze zogenaamde overgangsmetalen. Voor dit doel worden gebruikte batterijen samengesmolten met een hoog energieverbruik en vervolgens behandeld met zuur om kobalt, nikkel en Co. te winnen. Het aanwezige lithium wordt genegeerd.

Recycle met water en alcohol

De chemicus Daniel Brandell en zijn onderzoeksgroep aan de Universiteit van Uppsala in Zweden doen het anders. Ze hebben een methode ontwikkeld om ongeveer driekwart van het lithium in een oplaadbare batterij terug te winnen. Om dit te doen, hebben Brandell en zijn collega's geen corrosieve zuren of grote hoeveelheden energie nodig, maar vooral water en ethanol, dwz alcohol, "twee van de minst vervuilende vloeistoffen", zoals de onderzoekers schrijven.

Als dat alles was, zou de methode zeker op grote schaal zijn gebruikt. In feite werkt het echter niet met de gewone batterijen, die niet alleen lithium bevatten, maar ook hoeveelheden overgangsmetalen. Als ze in contact komen met water, kunnen ze niet meer worden gebruikt. In plaats van kobalt-, nikkel- of koperverbindingen gebruikten de Zweedse wetenschappers organische materialen als elektroden. "Dit idee is verre van nieuw", geeft Brandell toe. Experimenten ermee bestonden al in de jaren zestig, maar de prestaties bleven te laag. "Maar organische materialen hebben ook voordelen, en wij zijn de eersten die ze exploiteren", zegt Brandell. Op de vraag of ze pioniersonderzoek zouden doen, geeft hij zichzelf bescheiden. Maar op dit punt, ja, misschien zijn ze echt zoiets als pioniers.

Batterijen gemaakt van grenen en alfalfa

Het gebruikte elektrodemateriaal kan bijvoorbeeld worden geproduceerd uit luzernespruiten of dennennaalden. De prestaties van de "groene" batterij zijn nog steeds op een magere 1, 2 volt en brengt niets meer dan een fietslamp in het laboratorium om op te lichten. De batterij verder ontwikkelen en de spanning verhogen, zou geen probleem moeten zijn voor chemische ingenieurs, zegt Brandell. Op dit moment zijn ze nog steeds op zoek naar een bedrijf dat wil samenwerken en zich wil profileren via milieuvriendelijke batterijen. tonen

Overigens zijn de batterijen niet geschikt voor gebruik in elektrische auto's, zegt Brandell. De hoge levensduur en energiedichtheid die het daar nodig zou hebben, creëren geen organische batterijen. Brandell kan zich het gebruik in smartphones of laptops goed voorstellen. "Omdat de technische vereisten niet zo groot zijn, zou dat hoe dan ook haalbaar zijn", schat de chemicus. Bovendien werken hij en zijn collega's aan een verdere ontwikkeling van de batterij, omdat hij nog niet helemaal "groen" is: de gebruikte elektrolyt is niet organisch en er is geen alternatief. Maar de Zweedse onderzoekers zijn eraan vastgehouden en hebben al ideeën, zegt Brandell. Hij wil haar niet verraden, want er is nog niets gepubliceerd. Wie weet, misschien zijn Brandell en zijn collega's hier ook iets van een pionier.

© science.de - Henrike Wiemker
Aanbevolen Editor'S Choice