SuSyPhos – Aus Klärschlamm und Gülle wird Batteriematerial
Das Forschungsprojekt „SuSyPhos“ gewinnt Phosphat und Eisen aus Klärschlammasche, Gülle und Gärresten aus Biogasanlagen zurück, um daraus Lithiumeisenphosphat für Batterien herzustellen. So verbindet das Vorhaben regionale Kreislaufwirtschaft mit einer nachhaltigeren und unabhängigeren europäischen Batterieproduktion.
Zwei Herausforderungen, ein Lösungsansatz
Lithium-Ionen-Batterien sind unverzichtbar für Elektromobilität, Energiespeicherung und mobile Geräte. Der europäische Batteriemarkt ist jedoch stark von Importen abhängig. Neben fertigen Batteriezellen müssen auch wichtige Rohstoffe überwiegend aus Staaten außerhalb der Europäischen Union (EU) eingeführt werden. Gleichzeitig fallen in Kläranlagen und in der Landwirtschaft große Mengen phosphorhaltiger Reststoffe an. Gelangt zu viel Phosphat in Gewässer, kann dies starkes Algenwachstum auslösen und Ökosysteme belasten. Deutschland hat deshalb eine Pflicht zur Phosphorrückgewinnung aus Klärschlamm beschlossen, die ab dem Jahr 2029 schrittweise greift. Bisherige Rückgewinnungsverfahren konzentrieren sich häufig auf Phosphorsäure oder Düngemittel, sind aber vielfach nicht wirtschaftlich. SuSyPhos verfolgt daher einen anderen Ansatz: Das zurückgewonnene Phosphat soll gemeinsam mit dem im Klärschlamm enthaltenen Eisen zu hochwertigen Rohstoffen für die Batterieentwicklung verarbeitet werden.
Vom Aasee zur Projektidee
Ein wichtiger Impuls für SuSyPhos war das Fischsterben im Aasee in Münster im Jahr 2018. Zu viel Phosphat aus der Landwirtschaft hatte eine starke Algenblüte ausgelöst. Obwohl das Phosphat zuvor mit Eisensalzen gebunden worden war, wurde es später teilweise wieder freigesetzt. Die Forschenden erkannten darin eine Chance: Das entstandene Eisenphosphat kann als Ausgangsstoff für Lithiumeisenphosphat (LFP) genutzt werden, ein wichtiges Material für Batterien. Auch in Klärschlamm fallen große Mengen Eisenphosphat an. SuSyPhos untersucht deshalb, wie Phosphat und Eisen aus solchen Reststoffen zurückgewonnen und für die Herstellung von Batteriezellen genutzt werden können.
Erste Batteriezellen erfolgreich hergestellt
Die bisherigen Ergebnisse zeigen, dass das Verfahren funktioniert. Phosphat kann erfolgreich aus Klärschlammasche, Gärresten und Gülle zurückgewonnen und für die Herstellung von Batteriematerial genutzt werden. Die einzelnen Arbeitsschritte werden derzeit weiter verbessert. Im Labor konnten bereits erste funktionsfähige Batteriezellen mit dem gewonnenen Material hergestellt werden. Gleichzeitig untersuchen die Projektpartner, ob das Verfahren wirtschaftlich ist und welche Auswirkungen es auf die Umwelt hat. Die Ergebnisse werden mit herkömmlichen Herstellungsverfahren von LFP verglichen.
Großes Potenzial für Nordrhein-Westfalen
Nordrhein-Westfalen (NRW) bietet besonders gute Voraussetzungen für das Vorhaben. Als bevölkerungsreichstes Bundesland verfügt NRW über zahlreiche Kläranlagen und große Mengen an Klärschlamm. Zugleich sind das Münsterland und weitere Regionen stark landwirtschaftlich geprägt. Dort fallen erhebliche Mengen an Gülle und Gärresten an. SuSyPhos kann dazu beitragen, die enthaltenen Nährstoffe in regionale Wertstoffkreisläufe zurückzuführen. Perspektivisch könnten Kooperationen zwischen Landwirtschaft, Klärschlammverbrennungsanlagen, Forschungseinrichtungen und Herstellern von Batteriematerialien entstehen. Daraus ergeben sich Chancen für Wertschöpfung, Arbeitsplätze und neue Geschäftsmodelle.
Die Nutzung von Sekundärrohstoffen kann Nährstoffüberschüsse verringern, den Phosphatabbau reduzieren und den CO₂-Fußabdruck von Batterien senken. Gleichzeitig sinkt die Abhängigkeit von kritischen Rohstoffen, fragilen Lieferketten und einzelnen Lieferländern. Das Projekt unterstützt damit das Ziel der EU, kritische Rohstoffe verstärkt innerhalb Europas zu gewinnen, zu verarbeiten und zu recyceln.
Vom Labor in den größeren Maßstab
Im Jahr 2026 werden die Trennverfahren weiter verbessert, die Prozesse vergrößert und zu einer durchgängigen Prozesskette verbunden. Bis zum Projektende im März 2027 soll das aus Reststoffen gewonnene Lithiumeisenphosphat technisch mit handelsüblichem Material mithalten können. Anschließend ist ein Folgeprojekt geplant, das weitere Reststoffe für die europäische Batterieproduktion nutzbar machen und zusätzliche nachhaltige Einsatzmöglichkeiten untersuchen soll. So kann aus dem regionalen Ansatz ein Vorbild für Europa entstehen: Rohstoffe bleiben im Kreislauf, Umweltbelastungen sinken und eine nachhaltige, wettbewerbsfähige Batterieindustrie wird gestärkt.
