Das Institut für Angewandte Physik der TU Bergakademie Freiberg (TU BAF-IAP) hat langjährige Erfahrungen im Bereich der kontaktlosen, spektroskopischen Materialcharakterisierung. Ein optisches Labor für den gesamten Wellenlängenbereich vom UV bis zum IR mit einer Nanosekunden-Zeitauflösung sowie die Möglichkeit für sowohl temperatur- (15 K bis ca. 800 K) als auch polarisationsabhängige ortsaufgelöste Messungen ist vorhanden.

Arbeitsschwerpunkte am Institut sind die Punktdefektcharakterisierung sowie Ladungsträgerlebensdauer-Untersuchungen an Halbleitermaterialien mit großer Bandlücke (engl. wide-bandgap), Zuverlässigkeitsanalyse von mikroelektronischen und photovoltaischen Bauelementen, aber auch die spektroskopische Untersuchung von Selten-Erd-Verbindungen.

Innerhalb des Kompetenzclusters greenBatt ist das TU BAF-IAP im Projekt DIGISORT vertreten. Im Rahmen des Projektes sollen alternative optische (z.B. hyperspektrale Bildgebung – HSI) und spektroskopische Methoden (z.B. Laserinduzierte Fluoreszenz – LIF) zur Charakterisierung des Recyclingstroms evaluiert und genutzt werden. Ziel ist es, die berührungsfrei arbeitende Messtechnik in die Klassier- und Sortieranlage zu implementieren und integrieren, um charakteristische Parameter des Recyclingstroms wie Partikelgröße, Partikelform, stoffliche Partikeleigenschaften für Eingangs- und Produktstrom on-line zu erfassen. Die Zusammenführung der methodenspezifisch erhobenen Daten in Echtzeit zu einem partikeldiskreten Informationsvektor stellt einen neuartigen Ansatz zur Digitalisierung der Recyclingkette dar und bildet die Grundlage für den Einsatz adaptiver Regelungstechnologien.

Projektbeteiligungen

DIGISORT

Der Freiberger Lehrstuhl für Mechanische Verfahrenstechnik gehört zu den bekanntesten und traditionsreichsten Lehrstühlen der Mechanischen Verfahrenstechnik. Prof. Heinrich Schubert hat die Freiberger Mechanische Verfahrenstechnik und Aufbereitungstechnik seit den 1960er Jahren stark geprägt. Weiterhin werden die Arbeiten durch die Karlsruher Schule der Mechanischen Verfahrenstechnik von Prof. H. Rumpf und jene der Mechanischen Fest-Flüssig-Trenntechnik von Prof. W. Stahl beeinflusst. Auf dieser Basis wendet sich die Forschung am Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Aufbereitungstechnik den aktuellen wissenschaftlichen Fragestellungen zu, insbesondere der Mechanischen Trenntechnik und Aufbereitungstechnik. Dabei sind die Schwerpunkte des Instituts in vier Schwerpunkte untergliedert: Grenzflächenphänomene, Mechanische Trenntechnik, Aufbereitungstechnik und Computertomographie.

Im Rahmen des Kompetenzclusters Green Battery übernimmt das Institut MVT/AT die Projektkoordination der Teilprojekte DIGISORT und LOWVOLMON. Innerhalb der Projekte beschäftigt sich das Institut weiterhin mit der Charakterisierung der zu sortierenden Partikel und der Auswirkung von ändernden Materialeigenschaften auf die Ausbeute und Materialqualität. Dazu zählen neben dem Nachweis der anreichernden schwerflüchtigen Elektrolytbestandteile auch der Betrieb von Mechanischen Trennprozessen im Pilotmaßstab. Darüber hinaus soll die Definition von partikel- und aufbereitungstechnischen Leitgrößen zur Regelung der in Betrieb zu nehmenden Sichteranlage beitragen. Die durch online Messung gewonnen partikeldiskreten Informationen sollen zur Erhöhung der Trennschärfe und Anpassung des Sortierprozesses an ändernde Ausgangsparameter beitragen.

Projektbeteiligungen

DIGISORT (Leitung)

LOWVOLMON (Leitung)

Das Institut für Technische Chemie (ITC) der TU Bergakademie Freiberg arbeitet an der Schnittstelle von Labormaßstab und industrieller Verfahrenstechnik. Die Arbeitsschwerpunkte liegen in den Bereichen Rohstoffchemie und chemischer Prozessentwicklung. Ziel ist es, auf der Basis von Primär- und Sekundärrohstoffen neue Verfahren zur nachhaltigen Bereitstellung von Energie- und Chemierohstoffen zu entwickeln und zu optimieren. Beispiele sind Phosphat, Lithium, Elektronikmetalle (Indium, Germanium, Gallium, Seltene Erden) oder Methanol. Das Institut besitzt umfassende Kompetenzen in der Skalierung von Verfahren zur Gewinnung von Metallen aus komplexen polymetallischen Gemischen sowie der Entwicklung von ZeroWaste-Konzepten (wertstoffchemischer Ansatz).

Innerhalb des Kompetenzclusters greenBatt ist das ITC im Projekt EarLiMet vertreten. Die geplanten Arbeiten nutzen CO₂ als C-Quelle in einem Carbonatisierungsprozess zur Gewinnung von Li₂CO₃ aus Rückständen von Li-Ionen-Batterien (Schwarzmasse). Es handelt sich um einen vergleichsweise einfachen, chemikalienarmen Verfahrensansatz, der es ermöglicht, breit gefächerte Eingangsstoffströme zu verarbeiten. Es wird die komplette Wertschöpfungskette bis hin zum verkaufsfähigen Endprodukt bg-Li₂CO₃ genutzt. Der Prozess ist so weit zu optimieren, dass unter ökonomischen Bedingungen eine Gesamt-Li-Ausbeute von >95 % aus der eingesetzten Schwarzmasse erreicht wird.

Projektbeteiligungen