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Neues Patent: Rohstoff-Förderung für E-Auto-Akkus bald in Deutschland möglich?

Lithium und Kobalt sind nach wie vor für die Produktion der Lithium-Ionen-Akkus unabdingbar. Problem: Der Einsatz genau dieser beiden Rohstoffe ist aus diversen Gründen nicht unumstritten. Es gibt sogar vereinzelte Stimmen, die behaupten, dass der Einsatz von Lithium und Kobalt den Sinn der Elektromobilität ad absurdum führt.

Tatsächlich sind diese Einwände nicht ganz unberechtigt: Sowohl beim Lithium wie auch beim Kobalt handelt es sich zum einen um endliche und nicht nachwachsende Rohstoffe, deren Bestand sich schon allein durch die zunehmende Anzahl von Elektroautos immer schneller minimiert.

Zum anderen stehen die Abbaumethoden der Metalle und die Arbeitsbedingungen der daran beteiligten Mitarbeiter in einigen Ländern oftmals in der Kritik. Doch es gibt einige vielversprechende Bestrebungen, diesen Missstand aus der Welt zu schaffen. Dazu zählt beispielsweise das europäische Projekt COBRA, bei dem namhafte Experten gemeinsam an einer kobaltfreien Batterie arbeiten.

Während an der kobaltfreien Batterie noch gearbeitet wird, könnte in Sachen Lithium bereits der entscheidende Fortschritt gelungen sein. Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, mit dessen Hilfe auch bei uns der zurzeit noch unabdingbare Rohstoff Lithium umweltverträglich abgebaut werden kann.

Das würde Europa in die Lage versetzen, stärkeren Einfluss auf die Arbeitsbedingungen zu nehmen und die Abhängigkeit von den zum Teil politisch instabilen Lieferstaaten zu minimieren.

Lithium-Abbau in Deutschland – ein neues Verfahren soll das ambitionierte Ziel ermöglichen

"Wir exportieren viele Umweltprobleme in Drittländer, um unseren Lebensstandard aufrechtzuerhalten und zu verbessern. Mit diesem Verfahren können wir unserer Verantwortung gerecht werden und wichtige Rohstoffe für moderne Technologien umweltverträglich vor der eigenen Haustür gewinnen. Darüber hinaus können wir regionale Wertschöpfungsketten aufbauen, Arbeitsplätze schaffen und gleichzeitig geopolitische Abhängigkeiten reduzieren.“, erläutert Dr. Florencia Saravia von der Forschungsstelle des Deutschen Vereins des Gas- und Wasserfaches (DVGW).

Die Wissenschaftlerin hat gemeinsam mit dem Geowissenschaftler Dr. Jens Grimmer vom Institut für Angewandte Geowissenschaften (AGW) ein vielversprechendes Verfahren zur Gewinnung von Lithium entwickelt. Mit dem patentierten Grimmer-Saravia-Verfahren soll es künftig möglich sein, auch bei uns das wertvolle Lithium kostengünstig zu erschließen.

Zudem war es den Wissenschaftlern wichtig, dass ihr Verfahren einen umweltschonenden und nachhaltigen Abbau des wertvollen Rohstoffs ermöglicht. "Dabei werden in einem ersten Schritt die Lithium-Ionen aus dem Thermalwasser herausgefiltert und in einem zweiten Schritt weiter konzentriert, bis Lithium als Salz ausgefällt werden kann“, führt Jens Grimmer in einer Pressemitteilung des KIT aus.

Der Oberrheingraben – eine idyllische Landschaft mit wichtigem Rohstoff für die Elektromobilität 

Gemeinsam mit Partnern aus der Industrie wollen die Wissenschaftler eine Testanlage zur Lithiumgewinnung errichten. Und das in einer Gegend, die eigentlich für ihre Naturschönheit bei Wanderfreunden bekannt ist, jedoch kaum für ihren Reichtum an Schwermetallen.

Dabei lagert in dem rund 300 Kilometer langen und etliche Kilometer breiten Oberrheingraben, der zwischen Frankfurt und Basel verläuft, eine nicht unerhebliche Menge Lithium. "Nach unseren Kenntnissen können es bis zu 200 Milligramm pro Liter Wasser sein", bringt Grimmer die Zahlen auf den Punkt.

Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass sich im Oberrheingraben auf deutscher sowie französischer Seite mehrere tausend Tonnen an förderbarem Lithium befinden. "Wenn wir dieses Potenzial konsequent nutzen, dann könnten wir in Deutschland einen erheblichen Teil unseres Bedarfs decken.”

Hinzu kommt, dass die Erdkruste im Oberrheingraben besonders dünn ist, sodass die Gegend geradezu prädestiniert für die Installation von Erdwärme-Geothermie-Anlagen ist, wie sie für die Förderung des Lithiums benötigt werden. Auch die bereits bestehende Infrastruktur an Geothermie-Anlagen, durch die pro Jahr bis zu zwei Milliarden Liter Thermalwasser strömen, kann sinnvoll genutzt werden.

Das Lithium wird kontinuierlich innerhalb von Stunden in dem Thermalwasserzyklus der Geothermie-Anlage extrahiert. In den südamerikanischen Salzseen hingegen dauert die Anreicherung oft viele Monate und ist zudem stark von den Wetterverhältnissen abhängig.

Ein weiterer Vorteil des neuen Patents: Bei dem umweltschonenden Abbau des Lithiums werden keine schädlichen Stoffe freigesetzt. Das Thermalwasser wird nach dem Gebrauch wieder in den Kreislauf zurückgeleitet, sodass die geothermische Strom- und Wärmeproduktion nicht gestört wird. Außerdem fällt beim Lithium-Abbau nach dem Grimmer-Saravia-Verfahren – im Gegensatz zum herkömmlichen Bergbau – kaum Abraum an, auch der Flächenverbrauch ist minimal.

So sieht vielleicht der umweltschonende Lithium-Abbau der Zukunft aus 

Verlaufen die Abbau-Versuche erfolgreich, ist die Errichtung einer Großanlage geplant. Möglich wäre unter Umständen eine Produktion von mehreren hundert Tonnen Lithiumhydroxid pro Jahr und eingesetzter Geothermie-Anlage.

Wichtig ist die nachhaltige Lithiumförderung nicht nur für die Umwelt und die Arbeitsbedingungen der Menschen. Das Grimmer-Saravia-Verfahren könnte ein richtungsweisender Schritt für die Entwicklung von Know-how bei der Batterieproduktion in Deutschland und ganz Europa sein.

Wissen und Kompetenz in der Batterieproduktion ist etwas, das in Europa und Deutschland "nur rudimentär vorhanden" ist, gab der ehemalige Entwicklungsvorstand von Audi, Peter Mertens, zuletzt in einem Interview zu verstehen.

Dies ist einer der Gründe, warum man im Begriff sei, von den USA und China bei der Entwicklung von Elektroautos restlos abgehängt zu werden. Für das Autoland Deutschland mit seinen vielen Arbeitsplätzen bei Autoherstellern und Zulieferern gilt es, diese Entwicklung zu stoppen.

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