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Rohstoff für E-Autos: Forscher entwickeln Methode, um Lithium aus Meerwasser zu gewinnen

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Von: Julian Baumann

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Blick auf ein sogenanntes „Schwimmbecken“ am Salzsee Salars de Uyuni in Bolivien.
Forscher haben ein neues Verfahren entwickelt, mit dem Lithiumsalze aus Meerwasser gewonnen werden können. (Symbolfoto) © Georg Ismar/dpa

Für E-Auto-Batterien ist Lithium der zentrale Rohstoff, die Versorgung wird jedoch zunehmend problematisch. Forscher könnten nun die Lösung gefunden haben.

Stuttgart/Saarbrücken - Spätestens mit dem finalen EU-Entscheid, dass ab 2035 nur noch klimaneutrale Neuwagen erlaubt sein werden, nimmt der Hochlauf der E-Auto-Produktion noch mehr Fahrt auf. Mercedes-Benz will ab 2030 nur noch E-Autos produzieren und auch VW hat inzwischen ein Datum für das Verbrenner-Ende mitgeteilt. Durch die steigende Anzahl an batteriebetriebenen Fahrzeugen in der Produktion, steigt jedoch auch der Bedarf an Lithium, dem zentralen Rohstoff für die E-Auto-Batterien. Laut einer Studie reicht der Rohstoff für die Batterien aber nur noch 11 Jahre.

Start-ups und Unternehmen werkeln derzeit bereits an E-Auto-Batterien, die entweder ganz ohne, oder mit einem sehr geringen Anteil an Lithium auskommen sollen. Dass der Rohstoff aber auch in Zukunft für die Produktion obligatorisch sein wird, zeigt auch eine Kooperation von Mercedes-Benz mit dem Start-up Rock-Tech Lithium. Das kanadisch-deutsche Unternehmen soll den Stuttgarter Autokonzern ab 2026 mit Lithium beliefern. Ein Forschungsteam aus Saarbrücken (Saarland) hat ein Verfahren entwickelt, um Lithium aus dem Meerwasser zu gewinnen.

E-Auto-Batterien: Neue Methode soll Lithium-Salze aus Meerwasser filtern

Obwohl Lithium, wie auch Nickel und Kobalt, ein nicht unendlich abbaubarer Rohstoff ist, ist die Verfügbarkeit überhaupt nicht das Problem des drohenden Versorgungsengpasses. Vielmehr erschweren komplizierte Verfahren den Abbau des „weißen Goldes“. So etwa im Oberrhein, in dem sich Rohstoff für 400 Millionen E-Autos versteckt. Der neue Ansatz des Forschungsteams des Leibniz Instituts für Neue Materialien (INM) in Saarbrücken setzt auf eine modifizierte Flüssigbatterie, um die wertvollen Salze aus dem Meerwasser zu filtern. Laut dem Paper, das bei der Amercian Chemical Society veröffentlicht wurde, soll das Verfahren besonders energiearm und gleichzeitig sehr ertragreich sein.

Für die neue Methode haben die Forscher laut einer Pressemitteilung Stromspeicher, in denen flüssige Elektrolyte durch Oxidations- und Reduktionsprozesse ent- und geladen werden, zwei weitere Kammern hinzugefügt, in denen das Meerwasser durch Membrane aus Keramik gepumpt wird. In einem solchen Kreislauf reichert sich die Flüssigkeit im Stromspeicher immer stärker mit Lithium-Ionen an. In einem folgenden Schritt werden aus diesen Ionen die für die E-Auto-Batterien benötigten Lithium-Salze gewonnen. Dem Paper zufolge wird durch diese Methode eine Reinheit von 93,5 Prozent erreicht.

Lithium-Gewinnung aus Meerwasser angesichts der verfügbaren Menge lohnenswert

Die Methode der Forscher des INM in Saarbrücken befindet sich noch in den Kinderschuhen. Versuche in einer kleinen Pilotanlage ergaben jedoch, dass ein Quadratmeter Apparatur innerhalb eines Jahres rund 18 Kilogramm Lithium aus dem Meerwasser extrahieren könnte. Da in einem herkömmlichen E-Auto-Akku rund 13,5 Kilogramm Lithium verbaut sind, klingt das zunächst nach nicht viel. Die Anlage müsste deutlich vergrößert und modifiziert werden, was sich angesichts des auf der Erde in ausreichenden Mengen verfügbaren Meerwassers durchaus lohnen würde.

Sollte das Verfahren in Zukunft weiter ausgereift werden, könnte dadurch der Versorgungsengpass von Lithium für E-Auto-Batterien und auch die Abhängigkeit von Lieferanten verringert werden. Derzeit gelten Chile und Australien als die wichtigsten Herkunftsländer für Lithiumsalze. Die Methode der Saarbrückener Forscher hat aber noch weitere Vorteile. „Das Verfahren eignet sich für natürliches Wasser, beispielsweise aus den Ozeanen oder aus Hydrothermalquellen“, sagte INM-Forscherin Stefanie Arnold. „Wir können es aber auch für Grubenwasser oder für die Extraktion von Lithium-Ionen beim hydrometallurgischen Recyclen von gebrauchten Batterien nutzen.“

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