M-BAT

Projektbeschreibung

M-BAT ist eine europäische Forschungs- und Innovationsinitiative, deren Ziel es ist, die Unabhängigkeit Europas in der Lieferkette für Batterierohstoffe zu stärken, indem kritische Materialien sowohl aus primären als auch aus sekundären Ressourcen gewonnen werden, die in Europa verfügbar sind.

Das Projekt befasst sich mit der rasch steigenden Nachfrage nach Lithium, Kobalt, Nickel, Mangan und Graphit, die durch die Elektromobilität und stationäre Energiespeichersysteme angetrieben wird, und zielt gleichzeitig darauf ab, die Abhängigkeit von importierten Rohstoffen zu verringern, die oft mit geopolitischen Risiken sowie ökologischen oder sozialen Bedenken verbunden sind. Um dies zu erreichen, entwickelt und demonstriert das Konsortium fortschrittliche Rückgewinnungsverfahren, mit denen batterietaugliche Materialien aus Bergbaurückständen, metallurgischen Schlämmen, recycelter Batterie-„Black Mass“ und lithiumreichen geothermischen Solen gewonnen werden können. Das Projekt kombiniert hydrometallurgische, elektrochemische und flotationsbasierte Technologien, um hochreine Kobalt-, Nickel- und Mangansulfate, Graphit und Lithiumcarbonat herzustellen, die für NMC811-Kathoden und Batterieanoden geeignet sind.

Einen wesentlichen Beitrag leistet die Forschungsgruppe ESECS der Universität Bremen, die für die Entwicklung der elektrochemischen Ionenpumpentechnologie zur direkten Lithiumgewinnung verantwortlich sein wird. Bei diesem Verfahren werden Lithiumionen unter Anlegen eines elektrischen Stroms selektiv aus den Solen (verschiedener Herkunft) in lithiumselektiven Elektroden (z. B. auf Manganoxidbasis) aufgefangen und anschließend in eine separate Rückgewinnungslösung freigesetzt. Dies ermöglicht die Erzeugung konzentrierter, hochreiner Lithiumchlorid-Ströme unter realistischen Betriebsbedingungen.

Das Projekt zielt darauf ab, alle Prozesswege in industriell relevanten Umgebungen auf TRL 6–7 zu validieren und dabei den Prinzipien „Safe by Design“ und „Sustainable by Design“ zu folgen. Umweltverträglichkeit, wirtschaftliche Machbarkeit und soziale Auswirkungen werden parallel zur technischen Entwicklung bewertet, um den künftigen industriellen Einsatz in ganz Europa zu unterstützen. Zu den Demonstrationsaktivitäten gehört eine Pilotanlage am geothermischen Standort von Cornish Lithium, die für eine jährliche Produktion von etwa 350 kg Lithiumcarbonat ausgelegt ist. Die zurückgewonnenen Materialien werden in kompletten Batteriezellen, einschließlich NMC811-Kathoden und Graphitanoden, getestet, um ihre Eignung für Batterieanwendungen der nächsten Generation zu überprüfen und eine Grundlage für die groß angelegte europäische Umsetzung nachhaltiger Technologien zur Rückgewinnung von Batteriematerialien zu schaffen.