Effiziente Lithiumgewinnung durch innovative Messtechnik
Forschungsprojekt LiMo-Praxis gestartet
Die direkte Lithiumextraktion (DLE) ist umweltfreundlicher als traditionelle Fördermethoden und erschließt neue Ressourcen. Im kürzlich gestarteten Forschungsprojekt LiMo-Praxis entwickeln Fraunhofer IPM und das Karlsruher Institut für Technologie KIT eine optische Methode zur Echtzeitüberwachung des Lithiumgehalts für die kommerzielle Lithiumgewinnung.
Lithiumgewinnung im Geothermie-Anlage: Sensorik für effizienten Prozess © Fraunhofer IPM Ein optischer Sensor überwacht die Lithiumkonzentration bei der Extraktion aus wässrigen Lösungen in Echtzeit. So lässt sich der Sorptions- und Desportionsprozess optimal steuern.
© Fraunhofer IPM
Lithium-Ionen-Batterien sind ein Schlüsselfaktor der Energiewende. Bis zum Jahr 2030 wird ein jährliches Wachstum der weltweiten Batterieproduktion um 30 Prozent erwartet. Die traditionelle Förderung von Lithium in Südamerika durch Verdunstung lithiumhaltiger Solen in großen Becken gefährdet die Umwelt sowie lokale Süßwasserreserven stark. Eine umweltfreundliche Alternative bietet die Direkte Lithiumextraktion (DLE) aus oberflächennaher Sole oder aus Tiefengeothermie, die die Wassernutzung minimiert und neue Ressourcen in Europa erschließt.
Inline-Messtechnik für Direkte Lithiumextraktion
Für die wirtschaftliche Lithiumgewinnung per Direkter Lithiumextraktion (DLE) fehlt eine kommerziell einsetzbare Echtzeitüberwachung des Lithiumgehalts. Nach dem erfolgreichen Abschluss des Projekts LiMo, bei dem die Lithiummessung erstmals unter realen DLE-Bedingungen realisiert wurde, starteten das Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM und das Institut für Angewandte Geowissenschaften des Karlsruher Institut für Technologie (KIT) im März 2025 das Folgeprojekt LiMo-Praxis, um das Verfahren zu kommerzialisieren. Das Projekt wird vom Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus Baden-Württemberg im Rahmen des Programms „Invest BW - Praxissprints“ gefördert. Die Grundlagen haben Forschende von KIT und Fraunhofer IPM bereits gemeinsam entwickelt: Sorbentien wurden optimiert, Testanlagen aufgebaut und erste Verfahren für eine präzise Prozesssteuerung entwickelt. Jetzt soll eine Pilotanlage für Tests unter Realbedingungen entstehen.
Große Potenziale – für Lithiumgewinnung und Batterierecycling
Das Messverfahren basiert auf Laserinduzierter Plasmaspektroskopie (LIBS) und hat das Potenzial, die Effizienz und Wirtschaftlichkeit der Lithiumgewinnung per DLE-Prozess erheblich zu verbessern, Verluste und Verunreinigungen zu minimieren und so die Reinheit des gewonnenen Rohstoffs zu erhöhen. Um das zu erreichen, müssen zum einen weitere chemische Elemente wie Natrium, Calcium, Kalium und Magnesium in Sorptions- und Desorptionslösungen quantifiziert werden. Zum anderen müssen aber auch die Robustheit gegenüber schwankenden Prozessparametern wie Druck und Temperatur gesteigert sowie die Messzeiten auf unter eine Minute gesenkt werden.
Gelingt dies, kann die innovative Messtechnik nicht nur bei der klassischen Lithiumgewinnung eingesetzt werden, sondern auch beim Batterierecycling und in der Geothermie. Dies eröffnet neue Möglichkeiten zur Nutzung alternativer Lithiumquellen in Europa. Potenzielle Kunden sind Anlagenbauer und Betreiber von Lithiumextraktion in Salinen, Geothermiekraftwerken und im Recycling. Beispielhaft dafür steht die Firma Vulcan Energy Resources, die das Projekt begleitet. Vulcan Energy Resources betreibt eine Pilotanlage zur Lithiumextraktion, an der im Rahmen des Projekts Testmessungen stattfinden werden.
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