Neuartiges Konzept für grünes Lithium bringt batterietaugliches Produkt hervor

von pv magazine Australien

Vulcan Energy hat nach eigenen Angaben mit seinem neuen Konzept Lithiumhydroxid mit einem Gehalt von 57,1 Prozent produziert. Es übertreffe damit die von den Abnehmern geforderte Spezifikation von 56,5 Prozent für Batteriequalität, teilte das australische Start-up mit.

Vulcan arbeitet derzeit an einem Pilotprojekt im deutschen Oberrheintal, einer der größten geothermischen Ressourcen in Europa. Das Konzept des Unternehmens für die Produktion von kohlenstofffreiem Lithium besteht darin, bewährte geothermische Energietechnologien zu nutzen, um die lithiumreiche Sole des Oberrheins zu extrahieren, und dann die neuere Technik der Lithiumelektrolyse anzuwenden, um das Endprodukt Lithiumhydroxid herzustellen.

Da Lithium – das bei weitem beliebteste Energiespeichermaterial der Welt – sich in einer unangenehmen Lage befindet, in der seine Gewinnung die Umwelt beeinträchtigt, hat das Unternehmen aufgrund des Versprechens von Vulcans „grüner Lithiumgewinnung“ bereits Verträge mit großen Automobilherstellern abgeschlossen. Im Bestreben, die Versorgung für den Übergang von Benzin- zu Elektrofahrzeugen zu sichern, kündigte Stellantis, zu dem Marken wie Peugeot, Citroen, Fiat, Chrysler und Opel gehören, im Juni eine Kapitalinvestition in Höhe von 76 Millionen US-Dollar in Vulcan an. Vulcan hat außerdem Abnahmeverträge mit Unternehmen wie LG Energy Solution, Volkswagen, Reno und dem belgischen Batteriekathodenspezialisten Umicore abgeschlossen.

Zur Herstellung der jüngsten Charge von hochwertigem Lithiumhydroxid mit geringer Verunreinigung erklärte Vulcan: In der Pilotanlage sei Lithiumchlorid mit Hilfe eines Sorptionsmittels extrahiert, mit Wasser zurückgewonnen und an einen anderen Standort transportiert worden. Dort sei es von einem Drittanbieter gereinigt und konzentriert worden, um das Lithiumchlorid für die Elektrolyse zur Herstellung von Lithiumhydroxidlösung vorzubereiten. Die Lösung wurde dann kristallisiert, um Lithiumhydroxid-Monohydrat in Batteriequalität herzustellen.

„Die in unserer Sole enthaltene erneuerbare Wärme bedeutet, dass wir in der Lage sind, die Sorption zu nutzen, ein kommerziell bewährtes Verfahren zur Gewinnung von Lithium aus Solen, das Wärme benötigt, um zu funktionieren“, erklärte Francis Wedin, Managing Director und CEO von Vulcan. „Die Sorption ist hochselektiv, was bedeutet, dass wir ein sehr reines Lithiumchlorid-Eluat erzeugen können. Dies wiederum bedeutet, dass wir in der Lage sind, die Lithiumelektrolyse zu nutzen, eine Methode zur direkten Herstellung von Lithiumhydroxid, die naturgemäß ein sehr reines Produkt erzeugt, das die für die Verwendung in Elektrofahrzeugbatterien erforderliche Reinheit übertrifft, und das bei minimalem Einsatz von Reagenzien.“

Die Pilotanlage von Vulcan in Deutschland ist seit April 2021 in Betrieb. Das australische Unternehmen gab nun bekannt, dass es über ausreichende Daten verfügt, um die erste Phase seiner endgültigen Machbarkeitsstudie abzuschließen. Diese sei für Anfang nächsten Jahres geplant. Außerdem hat das Unternehmen mit den Arbeiten an seiner Sorptions-Demonstrationsanlage in Containern in Deutschland begonnen. Die Demonstrationsanlage soll dazu dienen, das Betriebsteam von Vulcan in einer vorkommerziellen Umgebung zu schulen, bevor die kommerzielle Produktion für 2025 geplant ist.

KIT-Studien sehen begrenztes Potenzial

Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) veröffentlichte kürzlich zwei Studien, die sich mit dem Potenzial und den wirtschaftlichen Methoden zur Lithium-Gewinnung in Deutschland befassen. Etwa 2 bis 13 Prozent des Jahresbedarfs der geplanten Batteriefertigung in Deutschland könnten mit in hierzulande gewonnenem Lithium gedeckt werden. Mit mehr Geothermie-Kraftwerken könnte das Potenzial noch steigen, allerdings sind die Technologien zum Abbau noch in der Entwicklung und viel wird auch von der gesellschaftlichen Akzeptanz abhängen, wie die Karlsruher Forscher erklären.