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Elektromobilität

Forscher wollen Lithium aus Grubenwasser stillgelegter Bergwerke gewinnen

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©pexels/ Julia Volk

Bis 2038 will Deutschland den Kohleausstieg schaffen. Seit 2018 ist bereits der Steinkohlebergbau beendet. Während zum einen einige dieser teilweise gefluteten Bergwerksstollen nun von Sporttauchern entdeckt werden, forscht das INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien aus dem deutschen Saarbrücken an einer ganz anderen Verwendung. In dem Grubenwasser, was sich untertags sammelt, befindet sich Lithium. Dieses wollen die Forscher im Rahmen eines Forschungsprojektes nun extrahieren, um so eine Import unabhängige Zukunft der Elektromobilität zu ermöglichen.

Nachteile des Lithiumabbaus

Die Elektromobilität ist ein Bestandteil einer klimafreundlichen Verkehrswende. Doch werden für die Elektrofahrzeuge Lithium-Ionen-Batterien benötigt. Weltweit befinden sich die meisten Vorkommen des Rohstoffes zwischen Bolivien, Argentinien und Chile, wo er durch Verdunstung aus stark mineralhaltigen Grundwasser, wie Salzlaken, gewonnen wird. Informationen von der Umweltschutzorganisation Global 2000 zufolge, führt die stark wachsende Nachfrage nach Lithium allerdings zu sinkenden Grundwasserspiegeln und damit einher gehenden Wassermangel, einer höheren Luftverschmutzung und  Staubwolken, welche Gesundheitsprobleme verursachen können.

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Regenwasser wird zu gehaltvollem Grubenwasser

Die wachsende Nachfrage nach Lithium wollen die deutschen Forscher nun mit einem regionalen Abbau stillen. Im Rahmen des im letzten November gestarteten MERLIN Forschungsprojektes  (mining water lithium extraction) forschen die Wissenschaftler nun, wie sich der Rohstoff am besten aus dem Grubenwasser filtern ließe. Im Fokus stehen da frühere Steinkohleminen an der Ruhr und an der Saar. In diese fließen Regen- und Oberflächenwasser über mehrere hundert Meter Gesteinsschichten, bevor sie in den Stollen der Minen zusammenlaufen. Einer Aussendung des Leibniz Institutes nach, wird das Wasser so mit Mineralen wie Calcium aber auch Strontium, Barium oder eben Lithium angereichert. Bisher fließt dieses Grubenwasser ungenutzt über verschiedenen Flüsse der Umgebung ab. Dadurch gehen  der Schätzung des Forschungsleiters, Volker Presse, jährlich ca. 1900 Tonnen Lithium verloren.

Elektrochemie für die Lithiumgewinnung

In den nächsten Monaten soll nun in verschiedenen Arbeitspaketen das Grubenwasser und und die Methode zur Lithiumgewinnung analysiert werden. Die Methode dafür basiert auf der  innenselektiven Elektrochemie. Dem Leibnitz Institut zufolge, soll bei dem MERLIN-Forschungsprojekt Grubenwasser in eine sogenannte MERLIN-Zelle weitergeleitet werden, welche zwei Elektrode mit unterschiedlichen Polarität enthält. Dadurch werden die Lithium- und Chlor-Ionen von jeweils einer Elektrode angezogen und alle anderen gelösten Stoffe fließen mit dem Grubenwasser ab. Danach soll wieder Frischwasser in die Zelle geleitet werden und so die beiden Stoffen als Lithiumchlorid weiter aufnehmen. Durch eine mehrfache Wiederholung des Vorganges, wird die Konzentration des Lithiumchlorids erhöht so die Forscher, sodass das Lithium nach Verdunstung des Restwassers als Festkörper verbleibt.

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Für zwei Jahre ist das Forschungsprojekt nun angesetzt. Sollte sich diese Methode als effektiv und großflächig einsetzbar erweisen, könnte sie für Deutschlands Automobilindustrie eine wichtige Grundlage sein, um in der Elektroautoherstellung nicht den Anschluss an andere internationale Hersteller zu verlieren.

 

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