Lithium ist ein zentraler Treiber des Batteriebooms und damit der Energiewende – doch die weltweite Nachfrage wächst schneller als die Produktion. Bis 2030 soll sich der Bedarf verdoppeln, bis 2040 verfünffachen. Vor allem Europa, das bisher auf Importe angewiesen ist, droht ein Engpass. Drei Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich wollen das ändern. Mit ihrer Methode soll Lithium künftig klima- und umweltfreundlich aus bislang ungenutzten Quellen gewonnen werden – auch in Deutschland. Ihre Idee trägt den Namen 7EX Technologies und soll in eine Ausgründung münden.
Lithium ist ein Schlüsselelement der Energiewende – unverzichtbar für Batterien in Elektroautos, Speichern und Smartphones. Das Leichtmetall ermöglicht langlebige Energiespeicher mit hoher Kapazität. Doch seine Vorkommen sind ungleich verteilt. Rund 90 Prozent der weltweiten Produktion 2023 stammten aus Australien, Chile und China.
Die Gewinnung ist zudem oft problematisch. In Australien wird Lithium energieintensiv im Tagebau gefördert, in Chile aus Salzseen verdunstet – mit hohem Wasserverbrauch und ökologischen Folgen, etwa in der Atacama-Wüste. China nutzt beide Methoden. Europa steht damit vor einem Dilemma: Es ist auf Importe angewiesen und konkurriert mit anderen Regionen um ein begrenztes Angebot. „Weltweit wurden 2024 etwa 240.000 Tonnen Lithium produziert“, sagt Marten Huck vom Institut für nachhaltige Wasserstoffwirtschaft (INW) in Jülich. „Für 2030 wird ein Bedarf von rund 530.000 Tonnen erwartet“, ergänzt sein Kollege Andreas Kuhlmann. Der wachsende Bedarf bei stagnierter Produktion führt zu einem Engpass – dem sogenannten Lithium-Supply-Gap.
Der Oberrheingraben als Lithiumquelle
Hier setzt 7EX Technologies an. Das geplante Start-up aus dem Forschungszentrum Jülich entwickelt ein neues Verfahren, um Lithium aus wässrigen Quellen wie Geothermie- oder industriellem Prozesswasser zu gewinnen. Im Oberrheingraben zwischen Basel und Frankfurt etwa gibt es mehrere Geothermiequellen.
Die Entwickler der Technologie – Andreas Kuhlmann, Marten Huck und Prof. Hans-Georg Steinrück vom Institut für nachhaltige Wasserstoffwirtschaft (INW) – haben ein elektrochemisches Verfahren entwickelt, das Lithiumionen gezielt herausfiltert.
„Wir haben einen Container entworfen, in den das lithiumhaltige Wasser hineingeht und Lithiumcarbonat herauskommt“, erklärt Andreas Kuhlmann vereinfacht. An speziell entwickelten Elektroden lagern sich Lithiumionen an, während andere, häufigere Ionen kaum reagieren. Anschließend wird das angereicherte Lithium in Form von Lithiumcarbonat abgetrennt – der Verbindung, die Batteriezellenhersteller direkt weiterverarbeiten können.
Ressourcenschonend und CO2-neutral
„Unser Prozess läuft mit grünem Strom und ist damit CO2-neutral. Wir verbrauchen weniger Wasser, weniger Strom und weniger Material“, ergänzt Hans-Georg Steinrück. Der Lithiumgehalt von Geothermiewasser sei rund 500-mal höher als der von Meerwasser, betonen die Forscher. „Um eine Tonne Lithiumcarbonat zu gewinnen, benötigen wir etwa ein olympisches Schwimmbecken voller Geothermiewasser“, ergänzt Marten Huck. Im Gegensatz zur herkömmlichen Lithiumproduktion bleibt das Wasser anschließend nutzbar.
Für ihr Konzept wurde das Jülicher Team mit dem AC²-Gründerpreis der Region Aachen ausgezeichnet. Die Jury würdigte die wissenschaftliche Exzellenz und das wirtschaftliche Potenzial. Kurz darauf folgte der Erfolg beim JUICE Innovation Contest des Forschungszentrums Jülich, bei dem Ideen mit hohem Anwendungspotenzial prämiert werden.
7EX Technologies setzt auf ein dezentrales Konzept: Statt großer Industrieanlagen sollen kompakte, autarke Module direkt an Geothermiequellen oder industriellen Standorten Lithium gewinnen – emissionsarm, effizient und unabhängig von globalen Lieferketten.
Patentanmeldungen laufen bereits, eine Pilotanlage ist in den nächsten drei bis vier Jahren geplant. Der Name verweist auf die chemische Grundlage: „7“ steht für die Molmasse von Lithium, „EX“ für Extraction.
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