Reinhard Lerchbammer

Topic: Application of innovative hydrometallurgical processes to reduce CO2 emissions in the recycling of lithium-ion batteries for multi-metal recovery

Die weltweit steigende Nachfrage nach Lithium-Ionen-Batterien, die durch die Energiewende vorangetrieben wird, erhöht den Druck auf kritische Rohstofflieferketten. Aufgrund globaler Abhängigkeiten und anhaltender geopolitischer Spannungen besteht der dringende Bedarf, die wertvollen Bestandteile wiederzugewinnen und die mit deren Herstellung und Verwertung verbundenen CO2 Emissionen zu senken.

Diese Dissertation widmet sich der Entwicklung und Bewertung innovativer (bio )hydrometallurgischer Recyclingprozesse, die auf die nachhaltige Rückgewinnung kritischer und strategisch wichtiger Metalle, wie aus verbrauchten LIBs, abzielen. Im Zentrum steht der Einsatz organischer Säuren, insbesondere der mikrobiell erzeugbaren Gluconsäure, die aufgrund ihrer biologischen Abbaubarkeit, geringen Toxizität und hohen Selektivität eine vielversprechende Alternative zu anorganischen Säuren darstellt.

Im Rahmen umfangreicher Experimente werden die Leachingeffizienz, Selektivität, Reaktionskinetik und Prozessintegration von Gluconsäure systematisch untersucht. Neben der chemischen Reinsubstanz wird auch mikrobiell produzierte Gluconsäure eingesetzt, wodurch eine Brücke zwischen Biotechnologie und metallurgischer Verfahrenstechnik geschlagen wird. Besonderes Augenmerk gilt der Biohydrometallurgie, bei der sowohl chemoheterotrophe als auch chemolithorophe Organismen untersucht werden. Die Ergebnisse belegen, dass Gluconsäure eine effektive und umweltfreundliche Rückgewinnung von Metallen aus verbrauchten Lithium-Ionen-Batterien ermöglicht und sich verschiedene biometallurgische Prozessrouten für die Verarbeitung anbieten.

Die gewonnenen Erkenntnisse münden in ein integriertes Prozesskonzept zur Metallrückgewinnung, das Laugung, Reinigung und Fällung umfasst und im Hinblick auf die industrielle Anwendbarkeit bewertet wird, mit dem Ziel, die Umweltauswirkungen zu minimieren. Die Dissertation leistet damit einen wissenschaftlichen Beitrag zur Entwicklung zirkulärer, klimaschonender Recyclinglösungen im Kontext europäischer Rohstoffstrategie und Nachhaltigkeitsziele. 

Mandl, M.M.; Lerchbammer, R.; Gerold, E. Bioleaching of Lithium-Ion Battery Black Mass: A Comparative Study on Gluconobacter oxydans and Acidithiobacillus thiooxidans. Metals 2025, 15, 1112. https://doi.org/ 10.3390/met15101112

Lerchbammer R., Gerold E. und Antrekowitsch H.: High yield gluconic acid leaching and recovery of valuable metals from end-of-life lithium-ion batteries. Case Studies in Chemical and Environmental Engineering, Volume 12 (2025), 101271

Gerold E., Lerchbammer R. and Antrekowitsch H.: Recovery of Cobalt, Nickel, and Lithium from Spent Lithium-Ion Batteries with Gluconic Acid Leaching Process: Kinetics Study. Batteries 10/4, 120.

Gerold E., Kadisch F., Lerchbammer R. and Antrekowitsch H.: Bio-metallurgical recovery of lithium, cobalt, and nickel from spent NMC lithium ion batteries: A comparative analysis of organic acid systems. Journal of Hazardous Materials Advances 13, 100397.

Gerold E., Lerchbammer R., Strnad C. und H. Antrekowitsch: Towards a sustainable approach using mineral or carboxylic acid to recover lithium from lithium iron phosphate batteries. Hydrometallurgy, 222 (2023), 106187.

Gerold E., Lerchbammer R. and H. Antrekowitsch: Evaluation of the Influence Exerted by Increased Silicon Contents on the Leaching Behaviour of NMC-Based Black Mass. Metals, 13 (2023), 785.

Gerold E., Lerchbammer R. and H. Antrekowitsch: SeLiReco 2.0 – A more sustainable process for the recycling of lithium-ion batteries. EMC proceedings (2023).

Gerold, E., Lerchbammer, R. und H. Antrekowitsch: Parameter Study on the Recycling of LFP Cathode Material Using Hydrometallurgical Methods. Metals, 12 (2022), 1706.  

Lerchbammer R.: Sustainable recycling of lithium-ion batteries: Biometallurgical approaches for the recovery of critical raw materials.  EMC 2025, Hamburg, Deutschland, 2025

Lerchbammer R.: Bio-metallurgical recycling of black mass from lithium-ion batteries, GDMB Fachausschuss für Sondermetalle, Hanau, Deutschland, 2024

Lerchbammer R.: Der Weg zu einem nachhaltigen Batterierecycling, Fachausschuss für Sondermetalle, Freiberg, Deutschland, 2023

Lerchbammer R.: Potential of gluconic acid leaching in developing a sustainable recycling method for NMC black mass, 3^rd EURECA PRO Conference on Responsible Consumption and Production, Chania, Greece, 2023

Lerchbammer R., Gerold E. and H. Antrekowitsch: Gluconic Acid Leaching of Spent Lithium-Ion Batteries as an Environmentally Approach to Achieve High Leaching Efficiencies in the Recycling of NMC Active Material. Metal, 13 (2023, 1330)

Lerchbammer, R, Gerold, E., Antrekowitsch, H..: Organic acids and their crucial role in establishing a sustainable process route in the recycling of lithium-ion batteries, EMC European Metallurgical Conference 2023, Düsseldorf, Deutschland, 2023

Lerchbammer, R.: Beitrag der Hydrometallurgie zu einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft in der Elektromobilität, 23. Österreichischer Klimatag, Leoben, Österreich, 2023

Lerchbammer, R.: Konzeptionierung von Methoden zur Rückgewinnung von kritischen Elementen aus verbrauchten Lithium-Ionen-Batterien, GDMB Fachausschuss für Sondermetalle, Wimsheim, Deutschland, 2022

Lerchbammer R.: Biometallurgical Recycling of Lithium-Ion Batteries, BKM 2025, Berlin, Deutschland, 2025