DE102020210948A1 - Process for the recovery of substances from used battery cells - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart Verfahren zur Rückgewinnung von Übergangsmetallen und/oder Halbmetallen aus dem Pulver geschredderter Batterien unter Einsatz von hyperakkumulierenden Pflanzen, wobei die Kultivierung der Pflanzen in einer Vertical-Farming Vorrichtung erfolgt. Weiterhin offenbart wird die Verwendung einer hyperakkumulierenden Pflanze zur Rückgewinnung von Übergangsmetallen und/oder Halbmetallen aus dem Pulver geschredderter Batterien, sowie eine technische Anlage, welche die Durchführung des Verfahrens erlaubt.The present invention discloses methods for the recovery of transition metals and/or semi-metals from the powder of shredded batteries using hyperaccumulating plants, the plants being cultivated in a vertical farming device. Also disclosed is the use of a hyper-accumulating plant for recovering transition metals and/or semi-metals from the powder of shredded batteries, as well as a technical installation which allows the method to be carried out.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Rückgewinnung von Stoffen aus Batteriezellen. Gebrauchte Batteriezellen fallen in großer Zahl an und werden aus Gründen des Umweltschutzes zu einem großen Anteil dem Stoff-Recycling zugeführt. Die Übergangsmetalle Kobalt, Nickel und Mangan sind häufig in Batteriekathoden, Silizium in Batterieanoden vorhanden. Bei dem Recycling werden die Batteriezellen häufig geschreddert. Das entstehende Batterie-Pulver wird dann weiterverarbeitet. Dabei werden durch mechanische und chemische Prozesse die Rohstoffe wie beispielsweise Cobalt, Nickel, Mangan, Aluminium und Kupfer nur teilweise zurückgewonnen. Insbesondere die Trennung von Silizium und Graphit stellt beim konventionellen Recycling von Batteriezellen noch eine große Herausforderung dar. Im geschredderten Pulver oder dem mit Säure behandelten Gemisch, das bei dem Recyclingprozess entsteht, sind noch Restgehalte an Metallen enthalten, die nicht oder nur mit enormem Aufwand weiter herausgelöst werden können.The present invention relates to the recovery of materials from battery cells. Used battery cells accumulate in large numbers and, for reasons of environmental protection, are largely recycled. The transition metals cobalt, nickel and manganese are often present in battery cathodes and silicon in battery anodes. During recycling, the battery cells are often shredded. The resulting battery powder is then further processed. The raw materials such as cobalt, nickel, manganese, aluminum and copper are only partially recovered through mechanical and chemical processes. In particular, the separation of silicon and graphite still poses a major challenge in the conventional recycling of battery cells. The shredded powder or the acid-treated mixture that is produced during the recycling process still contains residual metals that cannot be further processed or only with enormous effort can be released.

Eine nachhaltige Methode zur Anreicherung von Metallen, Übergangsmetallen und Halbmetallen aus Böden, welche diese Stoffe nur in vergleichsweise geringer Menge enthalten, bietet das so genannte „Phytofarming“. Beim Phytofarming werden so genannte „hyperakkumulierende Pflanzen“ („Hyperakkumulator-Pflanzen“) beispielsweise auf Abraumhalden gezielt angepflanzt, damit diese dem Boden unter anderem die Schwermetalle entziehen. Die Pflanzen werden geschnitten, getrocknet und zu Asche verbrannt. Aus der Asche wird das Metall mittels Säure herausgelöst (Stein: Relationships between soil and leaf mineral composition are elementspecific; New Phytologist; 2017). Unter dem Ausdruck „hyperakkumulierende Pflanze“ wird hierbei eine Pflanze verstanden, welche Metalle, Übergangsmetalle und/oder Halbmetalle effektiv aus dem Boden aufnimmt und in ihrem Gewebe anreichert. Die hyperakkumulierenden Pflanzen sind typischerweise in der Lage, auf Böden zu gedeihen, welche eine vergleichsweise hohe Konzentration der Metalle, Übergangsmetalle oder Halbmetalle enthalten. Ein bekanntes Beispiel für eine hyperakkumulierende Pflanze ist das weiter unten noch näher dargestellte MauerSteinkraut (Alyssum murale).So-called "phytofarming" offers a sustainable method for enriching metals, transition metals and semi-metals from soils, which only contain these substances in comparatively small quantities. In phytofarming, so-called "hyperaccumulating plants" ("hyperaccumulator plants") are planted in a targeted manner, for example on spoil heaps, so that they remove heavy metals from the soil, among other things. The plants are cut, dried and burned to ashes. The metal is extracted from the ash using acid (Stein: Relationships between soil and leaf mineral composition are element-specific; New Phytologist; 2017). The expression “hyperaccumulating plant” is understood here to mean a plant which effectively absorbs metals, transition metals and/or semimetals from the soil and accumulates them in its tissue. The hyperaccumulating plants are typically able to thrive in soils that contain a comparatively high concentration of the metals, transition metals, or semimetals. A well-known example of a hyper-accumulating plant is the wall stonecrop (Alyssum murale), which is described in more detail below.

Die EP0993510B1 betrifft Verfahren zur Gewinnung von Nickel, Kobalt und anderen Metallen aus dem Boden unter Verwendung von hyperakkumulierenden Alyssum-Pflanzen (Steinkraut), welche die Metalle in oberirdischen Pflanzenteilen konzentrieren (auch als „Phytomining“ bezeichnet). Auch die EP0993510B1 gibt an, dass für eine effektive Aufnahme des Metalls eine Konditionierung des Bodens erforderlich ist, insbesondere durch Absenkung des pH-Wertes, Zugabe von Chelatoren, Düngung und/oder Absenkung des Calcium-Gehaltes.the EP0993510B1 relates to processes for extracting nickel, cobalt and other metals from the soil using hyperaccumulating Alyssum plants, which concentrate the metals in above-ground plant parts (also known as "phytomining"). Also the EP0993510B1 states that the soil must be conditioned for effective uptake of the metal, in particular by lowering the pH value, adding chelators, fertilizing and/or lowering the calcium content.

CN101372727 beschreibt ein Verfahren zur Extraktion werthaltiger Metalle aus dem Pflanzenmaterial von hyperakkumulierenden Pflanzen. Das Verfahren umfasst die Schritte Verbrennung des geernteten Pflanzenmaterials, Auslaugung des Metalls mittels eines Ammonium-haltigen Systems und elektrochemische Abscheidung des Metalls. CN101372727 describes a method for extracting valuable metals from the plant matter of hyperaccumulating plants. The process comprises the steps of burning the harvested plant material, leaching the metal using an ammonium-containing system and electrochemically separating the metal.

Die US 5,917,117 beschreibt Verfahren zur Dekontamination Metall-verseuchter Böden mittels Pflanzen. Eine verbesserte Aufnahme des Metalls in die Wurzeln der Pflanze soll zunächst durch eine Beeinflussung der Verfügbarkeit des Metalls im Boden erreicht werden, beispielsweise durch die Einbringung von Chelatoren in den Boden, durch Bodenbearbeitung oder durch Absenkung des pH-Wertes des Bodens. Weiterhin wird ein induzierendes Mittel eingesetzt, um eine Hyperakkumulation des Metalls in den Sprossen der Pflanze zu erreichen. Zu den in US 5,917,117 genannten induzierenden Mitteln gehören wiederum eine Absenkung des pH-Wertes und Chelatoren, jedoch auch Herbizide und hohe Konzentrationen an Schwermetallen. Als besonders bevorzugte Pflanzen zur Dekontamination des Bodens (auch als „Phytoremediation“ bezeichnet) werden Brassicaceae (Kreuzblütler), insbesondere Brassica juncea (Brauner Senf) vorgeschlagen.the U.S. 5,917,117 describes methods for the decontamination of metal-contaminated soil using plants. Improved uptake of the metal in the roots of the plant should initially be achieved by influencing the availability of the metal in the soil, for example by introducing chelators into the soil, by tilling the soil or by lowering the pH of the soil. Furthermore, an inducing agent is used to induce hyperaccumulation of the metal in the shoots of the plant. to the in U.S. 5,917,117 Again, the inducing agents mentioned include pH lowering and chelating agents, but also herbicides and high concentrations of heavy metals. Brassicaceae (cruciferous plants), in particular Brassica juncea (brown mustard), are proposed as particularly preferred plants for decontamination of the soil (also referred to as “phytoremediation”).

WO2012103651 ( EP2670707 ) offenbart ein Verfahren zur Phytoextraktion von Nickel aus dem Boden. Hierzu wird aus der Asche einer Hyperakkumulator-Pflanze ein kristallisiertes Nickelsalz gewonnen. WO2012103651 ( EP2670707 ) discloses a method for phytoextraction of nickel from soil. For this purpose, a crystallized nickel salt is obtained from the ash of a hyperaccumulator plant.

Technische Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es insbesondere, das Rückgewinnen werthaltiger Stoffe aus gebrauchten Batterien und Akkumulatoren weiter zu verbessern. Insbesondere sollte das Recycling effektiver, wirtschaftlicher und umweltfreundlicher erfolgen.The technical task of the present invention was in particular to further improve the recovery of valuable substances from used batteries and accumulators. In particular, recycling should be more effective, economical and environmentally friendly.

Zur Lösung der technischen Aufgabe wird ein Verfahren nach Anspruch 1 vorgeschlagen. Des Weiteren wird eine Verwendung einer hyperakkumulierenden Pflanze zur Rückgewinnung von Metallen und/oder Halbmetallen aus dem Pulver geschredderter Batterien nach Anspruch 11 vorgeschlagen. Die Erfindung umfasst gleichfalls eine technische Anlage nach Anspruch 13 zur Rückgewinnung von Metallen und/oder Halbmetallen aus einem pulverförmigen Recycling-Material, welches geschredderte Batteriezellen umfasst oder aus geschredderten Batteriezellen besteht, unter Einsatz von hyperakkumulierenden Pflanzen. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Die Beschreibung, insbesondere auch im Zusammenhang mit den Figuren, erläutert die Merkmale der Erfindung und führt weitere Ausführungsvarianten an.To solve the technical problem, a method according to claim 1 is proposed. Furthermore, a use of a hyper-accumulating plant for the recovery of metals and/or semi-metals from the powder of shredded batteries according to claim 11 is proposed. The invention also includes a technical installation according to claim 13 for the recovery of metals and/or semi-metals from a powdered recycling material, which comprises shredded battery cells or consists of shredded battery cells, using hyperaccumulating plants. Further advantageous developments are specified in the dependent patent claims. The description, especially in Connection with the figures, explains the features of the invention and lists further variants.

Überraschend wurde herausgefunden, dass eine besonders effektive, Ressourcen-schonende und umweltfreundliche Rückgewinnung von Rohstoffen aus geschredderten Batteriezellen möglich ist, indem hyperakkumulierende Pflanzen auf einer das Batteriepulver enthaltenden Substrat-Mischung unter Einsatz von Vertical-Farming kultiviert werden. Insbesondere ist es unter Anwendung des hier vorgeschlagenen Verfahrens möglich, aus einem solchen Batteriepulver auch Restgehalte an Metallen und/oder Halbmetallen rückzugewinnen, die mittels konventioneller Methoden nicht oder nur mit sehr hohem Aufwand zugänglich sind. Das Verfahren kann dazu beitragen, den Anfall von Sondermüll zu reduzieren oder zu vermeiden. Das Verfahren lässt sich besonders effektiv unter Containment-Bedingungen (Abschottung von der Umwelt durch Einhausung der Anlage) durchführen, so dass eine Belastung der Umwelt durch die Freisetzung kontaminierter Substanzen vermieden werden kann. Das Verfahren erlaubt eine gezielte Stimulierung der Hyperakkumulation, da die Pflanzen gemäß ihrer Entwicklungsphase an Orten mit jeweils optimalen Kulturbedingungen lokalisiert werden können.Surprisingly, it was found that a particularly effective, resource-saving and environmentally friendly recovery of raw materials from shredded battery cells is possible by cultivating hyperaccumulating plants on a substrate mixture containing the battery powder using vertical farming. In particular, using the method proposed here, it is also possible to recover from such a battery powder residual contents of metals and/or semi-metals which are not accessible or only accessible with great effort using conventional methods. The process can help to reduce or avoid the generation of hazardous waste. The method can be carried out particularly effectively under containment conditions (separation from the environment by enclosing the plant), so that pollution of the environment through the release of contaminated substances can be avoided. The method allows targeted stimulation of hyperaccumulation, since the plants can be localized according to their development phase at locations with optimal culture conditions.

Das hier vorgeschlagen Phytomining-Verfahren ist auf Rückgewinnung mindestens eines Übergangsmetalls und/oder Halbmetalls aus einem pulverförmigen Recycling-Material gerichtet. Das Recycling-Material umfasst zerkleinerte Batteriezellen oder es besteht aus zerkleinerten Batteriezellen. Das Zerkleinern erfolgt insbesondere durch Schreddern oder ein analoges Verfahren. Das Recycling-Material ist daher vorzugsweise „pulverförmig“, womit der Begriff im vorliegenden Zusammenhang jedes stark zerkleinerte Material einschließen soll, beispielsweise körnerförmige Partikel, wobei diese Partikel üblicherweise eine durchschnittliche Partikelgröße von kleiner als 5 mm, insbesondere von kleiner als 2 mm, besonders bevorzugt von 5 µm bis 1 mm, aufweisen. Die durchschnittliche Partikelgröße kann hierbei mikroskopisch bestimmt werden, indem die Partikel in der Aufsicht betrachtet werden und der geringste und der größte Durchmesser jeweils bei einem einzelnen Partikel der Probe bestimmt wird. Aus dem geringsten und dem größten Durchmesser eines einzelnen Partikels wird sodann der Mittelwert dieses einzelnen Partikels ermittelt. Ein solcher Mittelwert eines einzelnen Partikels wird von einer ausreichenden Zahl von Partikeln bestimmt. Anschließend wird der arithmetische Mittelwert aus mehreren dieser Mittelwerte der einzelnen Partikel berechnet.The phytomining method proposed here is aimed at recovering at least one transition metal and/or semimetal from a powdered recycling material. The recycling material includes or consists of crushed battery cells. The comminution takes place in particular by shredding or an analogous method. The recycling material is therefore preferably "powdered", by which the term in the present context is intended to include any highly comminuted material, for example granular particles, these particles usually having an average particle size of less than 5 mm, in particular less than 2 mm, particularly preferably from 5 µm to 1 mm. The average particle size can be determined microscopically by looking at the particles from above and determining the smallest and largest diameter for each individual particle in the sample. The mean value of this individual particle is then determined from the smallest and the largest diameter of an individual particle. Such an average of a single particle is determined from a sufficient number of particles. Then the arithmetic mean is calculated from several of these mean values of the individual particles.

Unter dem Ausdruck „Batteriezelle“ wird im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung jede Art von Speicher für elektrische Energie, insbesondere auf elektrochemischer Basis verstanden, wobei sowohl aufladbare Batterien („Akkumulatoren“) als auch nicht-aufladbare Batterien umfasst sind. Gleichfalls umfasst sind Speicher für elektrische Energie auf Basis von Kondensatoren.In connection with the present invention, the expression “battery cell” means any type of storage device for electrical energy, in particular on an electrochemical basis, including both chargeable batteries (“accumulators”) and non-rechargeable batteries. Also included are storage devices for electrical energy based on capacitors.

Bei dem Verfahren können die eingangs bereits erwähnten hyperakkumulierenden Pflanzen eingesetzt werden.The hyperaccumulating plants already mentioned at the outset can be used in the method.

Das Verfahren umfasst zunächst das Bereitstellen des oben genannten pulverförmigen Recycling-Materials sowie eines Kultursubstrates. Bei dem Kultursubstrat für die Pflanzen („Pflanzen-Kultursubstrat“) handelt es sich um Stoffe, die den Pflanzen als Wurzelraum dienen. Normalerweise wird als Kultursubstrat eine Kulturerde verwendet. Alternative Kultursubstrate sind beispielsweise Mineralwolle, Blähperlit oder Blähton. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise eine Kulturerde eingesetzt, da sich Erde sehr gut mit dem pulverisierten Recycling-Material mischen lässt. Vorzugsweise enthält die Kulturerde Anteile von Kompost und/oder Holzfaserstoffen. Der Anteil von Kompost und/oder Holzfaserstoffen beträgt vorzugsweise jeweils 5 % bis 30 %. Aus Umweltschutzgründen soll die verwendete Kulturerde vorzugsweise frei von Torfanteilen sein.The method initially includes the provision of the above-mentioned powdered recycling material and a culture substrate. The culture substrate for the plants (“plant culture substrate”) consists of substances that serve as root space for the plants. Normally, a culture soil is used as a culture medium. Alternative culture substrates are, for example, mineral wool, expanded perlite or expanded clay. A cultivated soil is preferably used in connection with the present invention, since soil can be mixed very well with the pulverized recycling material. The culture soil preferably contains proportions of compost and/or wood fibers. The proportion of compost and/or wood fibers is preferably 5% to 30% in each case. For environmental reasons, the culture soil used should preferably be free of peat.

In einem folgenden Schritt wird einer Substrat-Mischung umfassend das pulverisierte Recycling-Material und das Kultursubstrat hergestellt. Bevorzugt sind Mischungsverhältnisse Recycling-Material zu Kultursubstrat im Bereich 1 zu 1000 bis 1 zu 1, insbesondere 1 zu 500 bis 1 zu 5, jeweils bezogen auf die Massenanteile der Fraktionen. Vorteilhaft ist es, einen zu hohen Anteil an Recycling-Material (mehr als 20 % Masse) zu vermeiden, da ansonsten die Kultur der Pflanzen beeinträchtigt werden kann.In a subsequent step, a substrate mixture comprising the pulverized recycling material and the culture substrate is produced. Mixing ratios of recycling material to culture substrate in the range from 1 to 1000 to 1 to 1, in particular from 1 to 500 to 1 to 5, in each case based on the mass fractions of the fractions, are preferred. It is advantageous to avoid too high a proportion of recycled material (more than 20% mass), as otherwise the culture of the plants can be impaired.

Weiter wird mindestens ein Kulturgefäß bereitgestellt und mit der Substrat-Mischung befüllt. Als Kulturgefäße eigenen sich alle üblicherweise für eine Pflanzenkultur vorgesehen Gefäße, insbesondere flächige Wannen, die eine ausreichende Füllhöhe, beispielsweise 10 bis 50 cm, ermöglichen.At least one culture vessel is also provided and filled with the substrate mixture. Suitable culture vessels are all vessels usually provided for plant culture, in particular flat troughs that allow a sufficient filling height, for example 10 to 50 cm.

In die mit der Substrat-Mischung befüllten Kulturgefäße wird sodann eine Vielzahl von Samen und/oder Setzlingen einer oder mehrerer hyperakkumulierenden Pflanzenarten eingebracht. Es ist also möglich die hyperakkumulierenden Pflanzen direkt in die Kulturgefäße einzusäen oder alternativ eine Vorkultur (Vorkeimung) vorzusehen und dann die bereits gekeimten Sämlinge einzupflanzen. Die Vorkeimung der Pflanzen erfolgt beispielsweise auf Aufzuchterde. Da im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung eine weitestgehende Automatisierung vorteilhafterweise angestrebt werden sollte, schlagen die Erfinder insbesondere eine Direkteinsaat unmittelbar in die Kulturgefäße vor.A large number of seeds and/or seedlings of one or more hyperaccumulating plant species are then introduced into the culture vessels filled with the substrate mixture. It is therefore possible to sow the hyper-accumulating plants directly into the culture vessels or, alternatively, to pre-culture (pre-germination) and then plant the already germinated seedlings. The pre-germination of the plants takes place, for example, on breeding soil. Since, in connection with the present invention, the greatest possible automation should advantageously be sought, the inventors propose in particular direct sowing directly into the culture vessels.

Die aus den Samen und/oder Setzlingen stammenden Pflanzen werden dann in dem Kulturgefäß vorzugsweise bis zur Ernte kultiviert. Bei der Ernte der Pflanzen werden vorzugsweise nur die oberirdischen Teile der Pflanze abgeerntet, wobei auch eine Ernte der vollständigen Pflanzen samt der Wurzel möglich wäre.The plants originating from the seeds and/or seedlings are then preferably cultivated in the culture vessel until they are harvested. When the plants are harvested, preferably only the above-ground parts of the plant are harvested, it also being possible to harvest the entire plants including the root.

Da die kultivierten Pflanzen in ihrem Gewebe nun die zur Rückgewinnung gewünschten Stoffe angereichert haben, kann die Extraktion des mindestens einen Übergangsmetalls und/oder Halbmetalls aus den geernteten Pflanzen erfolgen. Die Extraktion erfolgt nach im Stand der Technik bekannten Verfahren, wobei auf weiter unten genannte bevorzugte Verfahren zurückgegriffen werden kann.Since the cultivated plants have now enriched the substances desired for recovery in their tissue, the at least one transition metal and/or semimetal can be extracted from the harvested plants. The extraction is carried out according to methods known in the prior art, it being possible to resort to the preferred methods mentioned further below.

Die Kultivierung der Pflanzen erfolgt erfindungsgemäß in einer Vertical-Farming Vorrichtung, wobei diese mindestens zwei Etagen aufweist, vorzugsweise zwei bis 20 Etagen, insbesondere 3 bis 10 Etagen.According to the invention, the plants are cultivated in a vertical farming device which has at least two tiers, preferably two to 20 tiers, in particular 3 to 10 tiers.

Die gebrauchte Substrat-Mischung kann nach der Ernte entsorgt werden. Alternativ ist es auch möglich eine weitere Generation von Pflanzen in die gebrauchte Substrat-Mischung einzubringen, um weitere Rohstoffe aus dem Substrat zurückzugewinnen. Bei dieser weiteren Pflanzen-Generation kann es sich um dieselbe Pflanzenart handeln (um weitere Mengen desselben Rohstoffs aus dem Recycling-Material zu gewinnen) oder um eine unterschiedliche Pflanzenart (um einen anderen Rohstoff aus dem Recycling-Material zu gewinnen). Weiterhin ist es denkbar, sofern das Kultursubstrat dies gestattet, das pulverisierte Recycling-Material wieder von dem Kultursubstrat abzutrennen, so dass letzteres erneut verwendet werden kann. Ein solches Verfahren ist beispielsweise bei einer Verwendung von Blähton möglich, wobei die Abtrennung durch ein Siebverfahren erfolgen kann.The used substrate mixture can be disposed of after harvest. Alternatively, it is also possible to introduce another generation of plants into the used substrate mixture in order to recover additional raw materials from the substrate. This additional plant generation can be the same plant species (to obtain further quantities of the same raw material from the recycled material) or a different plant species (to obtain a different raw material from the recycled material). It is also conceivable, if the culture substrate allows it, to separate the pulverized recycling material from the culture substrate again, so that the latter can be used again. Such a method is possible, for example, when using expanded clay, in which case the separation can be carried out by a screening method.

Um die Aufnahme der zur Rückgewinnung vorgesehenen Rohstoffe in die Pflanzen zu fördern, wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, das Kultursubstrat und/oder die Substrat-Mischung zu konditionieren. Unter „Konditionierung“ wird vorliegend eine insbesondere chemische Optimierung bzw. Adaption des Kultursubstrates und/oder die Substrat-Mischung zu Beginn der Pflanzenkultur verstanden. Eine erste vorteilhafte Konditionierung kann vorteilhaft durch ein Absenken des pH-Wertes erfolgen. Dies erfolgt beispielsweise durch ein Beaufschlagen des Kultursubstrates und/oder der Substrat-Mischung mit einem geeigneten (Pflanzen-verträglichen) Puffer. Alternativ oder zusätzlich kann die Konditionierung durch die Zugabe mindestens einer Substanz erfolgen, welche eine Aufnahme des mindestens einen Übergangsmetalls und/oder Halbmetalls in die Pflanzen begünstigt. Eine besonders vorteilhafte Konditionierung kann durch Zugabe von Chelatoren (Komplexbildner), wie beispielsweise EDTA, erreicht werden.In order to promote the uptake of the raw materials intended for recovery by the plants, it is proposed according to a preferred embodiment to condition the culture substrate and/or the substrate mixture. In the present case, “conditioning” is understood to mean, in particular, a chemical optimization or adaptation of the culture substrate and/or the substrate mixture at the beginning of the plant culture. A first advantageous conditioning can advantageously be carried out by lowering the pH value. This is done, for example, by applying a suitable (plant-compatible) buffer to the culture substrate and/or the substrate mixture. Alternatively or additionally, the conditioning can be carried out by adding at least one substance which promotes the uptake of the at least one transition metal and/or semimetal in the plants. A particularly advantageous conditioning can be achieved by adding chelators (complexing agents) such as EDTA.

Weiter ist es vorteilhaft, wenn die hyperakkumulierenden Pflanzen entsprechend ihrer Wachstumsphase unterschiedlichen Kulturbedingungen ausgesetzt werden („phasengerechte Pflanzenkultur“). Die phasengerechte Pflanzenkultur kann insbesondere durch ein Bewegen der Kulturgefäße an unterschiedliche Positionen innerhalb der Vertical-Farming Vorrichtung erfolgen. It is also advantageous if the hyperaccumulating plants are exposed to different culture conditions according to their growth phase ("phase-specific plant culture"). The phase-appropriate plant culture can take place in particular by moving the culture vessels to different positions within the vertical farming device.

Die Bewegung der Kulturgefäße erfolgt vorzugsweise automatisch. Hierzu schlagen die Erfinder als eine besonders geeignete Vertical-Farming Vorrichtung eine bewegliche Regalanordnung nach Art eines Paternosters vor. Mittels eines vertikal angeordneten Kettenumlaufsystems können die Regale mit den Kulturgefäßen hierbei unterschiedliche Positionen durchlaufen.The culture vessels are preferably moved automatically. For this purpose, the inventors propose a mobile shelf arrangement in the manner of a paternoster as a particularly suitable vertical farming device. Using a vertically arranged chain circulation system, the shelves with the culture vessels can run through different positions.

Die unterschiedlichen Kulturbedingungen betreffen insbesondere die Temperatur, Luftbewegung, Feuchtigkeit, Beleuchtungsintensität, Spektrum der Beleuchtung, Beleuchtungsdauer und CO2-Zufuhr. So kann beispielsweise zur Keimung der Samen eine erhöhte Temperatur und Luftfeuchte (beispielsweise 37° C, 95 % relative Feuchte) appliziert werden. Bei einer Vertical-Farming Vorrichtung, welche eine Bewegung der Kulturgefäße über verschiedene Etagen erlaubt, könnte die Keimungsphase beispielsweise in einer unteren Etage erfolgen. In den nachfolgenden Wachstumsphasen werden die Pflanzen in den Kulturgefäßen dann konsekutiv auf höhere Etagen transportiert, wobei eine schrittweise Erhöhung der Beleuchtung erfolgen kann. Die Beleuchtung der Pflanzen kann durch künstliche Beleuchtung und/oder durch natürliches Sonnenlicht erfolgen. Eine das natürliche Sonnenlicht ergänzende Beleuchtung, beispielsweise mittels für Pflanzenwachstum optimierten LED-Lampen, kann insbesondere auch in den Wintermonaten sinnvoll sein.The different culture conditions relate in particular to temperature, air movement, humidity, lighting intensity, spectrum of lighting, duration of lighting and CO2 supply. For example, an increased temperature and atmospheric humidity (for example 37° C., 95% relative humidity) can be applied to germinate the seeds. In the case of a vertical farming device, which allows the culture vessels to be moved over different levels, the germination phase could take place, for example, on a lower level. In the subsequent growth phases, the plants in the culture vessels are then transported consecutively to higher floors, whereby the lighting can be increased step by step. The plants can be illuminated by artificial lighting and/or by natural sunlight. Lighting that supplements the natural sunlight, for example using LED lamps optimized for plant growth, can also be particularly useful in the winter months.

Eine phasengerechte Pflanzenkultur kann alternativ oder zusätzlich die Applikation eines oder mehrerer Hilfsstoffe zu einem oder mehreren Zeitpunkten umfassen. Geeignete Hilfsstoffe sind insbesondere Chelatoren, Düngemittel und/oder Herbizide.A phase-specific plant culture can alternatively or additionally include the application of one or more adjuvants at one or more points in time. Suitable auxiliaries are, in particular, chelators, fertilizers and/or herbicides.

Es hat sich im Zusammenhang mit einer Optimierung der Rohstoffaufnahme in die Pflanzen weiter als vorteilhaft erwiesen, zum Bewässern der Pflanzen deionisiertes Wasser einzusetzen.In connection with optimizing the uptake of raw materials by the plants, it has also proven to be advantageous to use deionized water to water the plants.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird der Zustand der Pflanzen während der Kultivierung intervallweise oder permanent überwacht. Bei dieser Überwachung wird vorzugsweise der Habitus der Pflanze (beispielsweise Größe, Anzahl und Zustand der Blätter, Anwesenheit von Flecken oder dergleichen), der Entwicklungszustand der Pflanze (beispielsweise Blütenansatz), die chemische Zusammensetzung des Pflanzensaftes (beispielsweise pH-Wert des Pflanzensaftes oder die Konzentration der zur Rückgewinnung vorgesehenen Rohstoffe) und/oder die optischen Eigenschaften des Pflanzengewebes (Farbe, Transmission) erfasst. Vorzugsweise erfolgt eine solche Überwachung automatisiert und mittels elektronischer Sensoren/Detektoren, so dass besonders bevorzugt eine Auswertung des erfassten Zustandes mittels eines digitalen Prozesses erfolgen kann. Denkbar ist es, bei der Überwachung des Pflanzenzustandes, Verfahren des maschinellen Lernens einzusetzen. According to a particularly preferred embodiment of the invention, the condition of the plants is monitored at intervals or permanently during cultivation. In this monitoring, preferably the habit of the plant (e.g. size, number and condition of the leaves, presence of spots or the like), the developmental state of the plant (e.g. flower head), the chemical composition of the plant sap (e.g. pH value of the plant sap or the concentration the raw materials intended for recovery) and/or the optical properties of the plant tissue (color, transmission). Such monitoring is preferably carried out automatically and by means of electronic sensors/detectors, so that an evaluation of the detected state can be carried out by means of a digital process. It is conceivable to use machine learning methods to monitor the condition of plants.

Anhand der automatisierten oder manuellen Überwachung des Zustandes der Pflanzen kann die Kultivierung optimiert und ein idealer Erntezeitpunkt bestimmt werden. Ein idealer Erntezeitpunkt ist der Zeitpunkt bei der Kultur, ab dem die Pflanze die zur Rückgewinnung vorgesehenen Stoffe nicht mehr oder nur noch in verringerter Geschwindigkeit aufnimmt.The cultivation can be optimized and an ideal harvest time can be determined by means of automated or manual monitoring of the condition of the plants. An ideal time for harvesting is the point in time during cultivation when the plant no longer absorbs the substances intended for recovery or only absorbs them at a reduced rate.

Bevorzugt ist die Vertical-Farming Vorrichtung in einer abgeschlossenen Einhausung untergebracht, also insbesondere in einem Raum, Pflanzen-Kulturschrank, Gewächshaus oder Gebäude. Auf diese Weise wird eine Kontamination der Umwelt mit potenziell toxischen Stoffen aus den Batteriezellen verhindert. Eine solche Kontamination könnte bei einem offenen Anbau der Pflanzen beispielsweise durch Windaustrag oder bei Starkregen durch Auswaschung erfolgen.The vertical farming device is preferably housed in a closed housing, ie in particular in a room, plant culture cabinet, greenhouse or building. This prevents the environment from being contaminated with potentially toxic substances from the battery cells. Such a contamination could occur in open cultivation of the plants, for example, through wind discharge or in heavy rain through leaching.

Die Extraktion des mindestens einen Übergangsmetalls und/oder Halbmetalls aus den geernteten Pflanzen umfasst vorzugsweise eine Veraschung, wobei die Veraschung besonders bevorzugt den initialen Schritt darstellt. Das „Veraschen“ bewirkt ein Zerstören organischer Substanzen (beispielsweise Cellulose) durch Erhitzen unter Sauerstoffeinfluss, wobei die mineralischen Anteile und somit die zur Rückgewinnung vorgesehen Rohstoffe erhalten bleiben. Die Veraschung erfolgt nach üblichen Verfahren in Anwesenheit von Sauerstoff.The extraction of the at least one transition metal and/or semimetal from the harvested plants preferably includes incineration, with incineration particularly preferably representing the initial step. The "ashing" causes the destruction of organic substances (e.g. cellulose) by heating under the influence of oxygen, whereby the mineral components and thus the raw materials intended for recovery are retained. The ashing takes place according to usual methods in the presence of oxygen.

Alternativ oder nach dem Veraschen kann die Extraktion des mindestens einen Übergangsmetalls und/oder Halbmetalls aus den Pflanzen ein Herauslösen mittels einer sauren Lösung erfolgen.Alternatively or after the incineration, the at least one transition metal and/or semimetal can be extracted from the plants by dissolving them out using an acidic solution.

Eine weitere hier vorgeschlagene und besonders bevorzugte Möglichkeit zur Extraktion des mindestens einen Übergangsmetalls und/oder Halbmetalls aus den Pflanzen bietet die elektrochemische Abscheidung des mindestens einen Übergangsmetalls und/oder Halbmetalls. Bei dem zur Rückgewinnung vorgesehenen mindesten einen Übergangsmetall handelt es sich bevorzugt um Nickel und/oder Mangan und/oder Cobalt. Bei dem zur Rückgewinnung vorgesehenen Halbmetall handelt es sich bevorzugt um Silizium.Another possibility proposed here and particularly preferred for extracting the at least one transition metal and/or semimetal from the plants is the electrochemical separation of the at least one transition metal and/or semimetal. The at least one transition metal provided for recovery is preferably nickel and/or manganese and/or cobalt. The semi-metal intended for recovery is preferably silicon.

Im Zusammenhang mit der Erfindung handelt es sich bei den hyperakkumulierenden Pflanzen bevorzugt um Pflanzen ausgewählt aus den nachfolgend bezeichneten Arten:

  • - Die Kulturpflanzenart Sonnenblume (Helianthus annuus), welche in ihren Sprossen insbesondere Cobalt und auch Mangan anzureichern vermag. Sonnenblumen können 30-45 % Cobalt aus einem Kultursubstrat aufnehmen.
  • - Das aus Südosteuropa sowie dem Nahen und Mittleren Osten stammende MauerSteinkraut (Alyssum murale). Diese Art kann in Böden, welche etwa 30 bis 40 mmol Nickel pro Kilogramm enthalten, ohne Schädigungen wachsen. Bei der Veraschung können bis zu 20 % Nickel in der Asche vorhanden sein.
  • - Die in Neukaledonien endemische Baumart Pycnandra acuminata, welche 20-25 % Nickel im Milchsaft anreichert.
  • - Das unter anderem in den deutschen Alpen vorkommende Gebirgs-Hellerkraut (Thlaspi caerulescens), welches gleichfalls große Mengen Nickel anzureichern vermag (bis zu 20 % Nickel in der Asche).
  • - Die Indische Schlangenwurzel (Rauwolfia serpentina), ein aus dem tropischen Asien stammender Strauch, welcher Cobalt aus dem Boden aufnehmen kann.
In connection with the invention, the hyperaccumulating plants are preferably plants selected from the species listed below:
  • - The cultivated plant species sunflower (Helianthus annuus), which is able to accumulate cobalt and manganese in particular in its sprouts. Sunflowers can absorb 30-45% cobalt from a growing medium.
  • - Alyssum murale, native to south-eastern Europe and the Near and Middle East. This species can grow without damage in soils containing about 30 to 40 mmol nickel per kilogram. When incinerated, up to 20% nickel can be present in the ash.
  • - The tree species Pycnandra acuminata, endemic to New Caledonia, which accumulates 20-25% nickel in the latex.
  • - The mountain Hellerkraut (Thlaspi caerulescens), which occurs in the German Alps, among other places, and which is also able to accumulate large amounts of nickel (up to 20% nickel in the ash).
  • - Indian snakeroot (Rauwolfia serpentina), a shrub native to tropical Asia that can absorb cobalt from the soil.

Diverse Grasarten, beispielsweise das Rohrglanzglas (Phalaris arundinacea) können effektiv Silizium aus dem Boden aufnehmen und anreichern. Dies gilt gleichermaßen für die Schachtelhalmarten, beispielsweise für den Acker-Schachtelhalm (Equisetum arvense).Various types of grass, such as the reed glass (Phalaris arundinacea) can effectively absorb and accumulate silicon from the soil. This applies equally to horsetail species, such as field horsetail (Equisetum arvense).

Insgesamt wurden bisher schon mehrere hundert Pflanzenarten gefunden, welche die genannten Stoffe (insbesondere Übergangsmetalle oder Halbmetalle) mit einer erhöhten Effizienz aufnehmen können. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Verwendung der oben genannten bevorzugten Pflanzenarten beschränkt, sondern umfasst sämtliche hyperakkumulierenden Arten, welche unter Kulturbedingungen gehalten werden können und Übergangsmetalle und/oder Halbmetalle effektiv aus dem Boden entfernen. Hierbei ist auch zu beachten, dass innerhalb einer an sich zur Hyperakkumulation fähigen Pflanzenart Unterarten, Varietäten oder Sorten existieren können, welche die erwähnten Stoffe nicht oder nicht effizient aufnehmen können. Den hyperakkumulierenden Arten ist gemeinsam, dass sie Metalle, Übergangsmetalle und/oder Halbmetalle im Vergleich zu anderen Pflanzenarten effektiver durch die Wurzel absorbieren, in die Triebe transportieren und in bestimmten Pflanzengeweben einlagern. Die Fähigkeit zur Akkumulation solcher üblicherweise für Pflanzen toxischer Stoffe kann auf einer veränderten Expression von Genen beruhen, die auch bei nicht-hyperakkumulieren Arten vorhanden sind. Daraus kann geschlossen werden, dass die Aufnahme der toxischen Stoffe normalerweise nicht auf einem nur bei den hyperakkumulierenden Arten vorhandenen Mechanismus beruht. Vielmehr scheint der Aufnahme eine erhöhte Effizienz ubiquitär vorhandener Aufnahmewege zu Grunde zu liegen. Im Zusammenhang mit der Erfindung wäre es daher denkbar und vorteilhaft, Pflanzen durch konventionelle oder biotechnologische Züchtungsverfahren hinsichtlich ihrer hyperakkumulierenden Fähigkeiten zu verbessern. Als Ausgangspunkt können hierbei Pflanzen dienen, die bereits hyperakkumulierende Fähigkeiten aufweisen, wobei die Effizienz der Aufnahme durch die Züchtung erhöht wird. Alternativ wäre es auch denkbar, die hyperakkumulierenden Fähigkeiten durch die züchterische Bearbeitung erst zu ermöglichen. A total of several hundred plant species have already been found that can absorb the substances mentioned (in particular transition metals or semimetals) with increased efficiency. The present invention is not limited to the use of the preferred plant species mentioned above, but encompasses all hyperaccumulating species which can be maintained under culture conditions and effectively remove transition metals and/or semimetals from the soil. This should also be noted It is possible that within a plant species capable of hyperaccumulation, there may be subspecies, varieties or cultivars that cannot absorb the substances mentioned, or cannot do so efficiently. What the hyperaccumulating species have in common is that they absorb metals, transition metals and/or semimetals more effectively through the roots, transport them into the shoots and store them in certain plant tissues than other plant species. The ability to accumulate such substances that are usually toxic to plants may be due to altered expression of genes that are also present in non-hyperaccumulating species. From this it can be concluded that the uptake of the toxic substances is not normally based on a mechanism that is only present in the hyperaccumulating species. Rather, the uptake appears to be based on the increased efficiency of ubiquitously available uptake pathways. In connection with the invention, it would therefore be conceivable and advantageous to improve plants with regard to their hyperaccumulating abilities by conventional or biotechnological breeding methods. Plants that already have hyperaccumulating abilities can serve as a starting point, with breeding increasing the efficiency of uptake. Alternatively, it would also be conceivable to first enable the hyper-accumulating abilities through breeding processing.

Idealerweise werden im Zusammenhang mit der Erfindung Pflanzen verwendet, die eine Kombination folgender Eigenschaften aufweisen: Kurze Generationszyklen, Zugänglichkeit für Züchtung und/oder biotechnologische Modifikation, hohe Biomasseproduktion und leichte Extrahierbarkeit des Metalls.Ideally, in connection with the invention, plants are used which have a combination of the following properties: short generation cycles, accessibility for breeding and/or biotechnological modification, high biomass production and easy extractability of the metal.

Im Rahmen der Erfindung besteht eine vorteilhafte Ausführungsform darin, in jedem der Kulturgefäße nur jeweils eine hyperakkumulierende Pflanzenart heranzuziehen, so dass aus jedem der Kulturgefäße nur Pflanzen, welche jeweils nur ein bestimmtes einzelnes Übergangsmetall (beispielsweise nur Cobalt) oder Halbmetall (beispielsweise Silizium) anreichern, geerntet werden können.Within the scope of the invention, an advantageous embodiment consists in using only one hyperaccumulating plant species in each of the culture vessels, so that from each of the culture vessels only plants which only accumulate a specific individual transition metal (e.g. only cobalt) or semimetal (e.g. silicon) can be harvested.

Alternativ wird gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform vorgeschlagen, in jedem der Kulturgefäße gleichzeitig zwei oder mehr unterschiedliche hyperakkumulierende Pflanzenarten heranzuziehen, so dass aus jedem der Kulturgefäße Pflanzen, welche unterschiedliche Übergangsmetalle und/oder Halbmetalle anreichern, geerntet werden können. Gleichzeitig kann bei der Auswahl der Pflanzenkombination auf den jeweiligen Raumbedarf der Pflanzen abgestellt werden. Eine derartige günstige Kombination wäre beispielsweise Mauersteinkraut und Sonnenblume.Alternatively, according to a further advantageous embodiment, it is proposed to cultivate two or more different hyperaccumulating plant species simultaneously in each of the culture vessels, so that plants which accumulate different transition metals and/or semimetals can be harvested from each of the culture vessels. At the same time, when selecting the plant combination, the space requirements of the plants can be taken into account. Such a favorable combination would be, for example, stonecrop and sunflower.

Die vorliegende Erfindung umfasst die Verwendung einer hyperakkumulierenden Pflanze zur Rückgewinnung von Metallen und/oder Halbmetallen aus dem Pulver geschredderter Batterien, wobei die Pflanze auf einer Mischung umfassend das Pulver und ein Pflanzensubstrat, insbesondere eine Kulturerde, kultiviert wird. Die Kultivierung der Pflanzen erfolgt hierbei vorzugsweise in einer Vertical-Farming Vorrichtung. Zur Rückgewinnung der Metalle und/oder Halbmetalle aus dem Pulver geschredderter Batterien werden Verfahren, wie vorstehend dargestellt, eingesetzt.The present invention comprises the use of a hyper-accumulating plant for the recovery of metals and/or semi-metals from the powder of shredded batteries, the plant being cultivated on a mixture comprising the powder and a plant substrate, in particular a culture soil. The plants are preferably cultivated in a vertical farming device. Methods as outlined above are used to recover the metals and/or semi-metals from the powder of shredded batteries.

Gleichfalls umfasst die Erfindung aus gebrauchten Batteriezellen rückgewonnenes Nickel und/oder Mangan und/oder Cobalt und/oder Silizium, wobei die Rückgewinnung unter Anwendung der oben ausführlich gezeigten Verfahren erfolgt.Likewise, the invention encompasses nickel and/or manganese and/or cobalt and/or silicon recovered from used battery cells, the recovery being accomplished using the methods detailed above.

Des Weiteren wird eine technische Anlage zur Rückgewinnung von Metallen und/oder Halbmetallen aus einem pulverförmigen Recycling-Material, welches geschredderte Batteriezellen umfasst oder aus geschredderten Batteriezellen besteht, unter Einsatz von hyperakkumulierenden Pflanzen, beansprucht. Die technische Anlage umfasst eine Schreddervorrichtung für Batteriezellen, eine Vorrichtung zum Mischen der durch Schreddern pulverisierten Batteriezellen mit einem Kultursubstrat sowie eine Vertikal-Farming Vorrichtung, bei der Pflanzen in mindestens zwei Ebenen, vorzugsweise drei bis 10 Ebenen kultiviert werden können. In der Vertikal-Farming Vorrichtung sind Sensoren vorhanden, welche eine automatisierte Überwachung der zu kultivierenden Pflanzen ermöglichen sowie eine Vorrichtung, welche eine automatisierte Einstellung der Kulturbedingungen der zu kultivierenden Pflanzen erlaubt. Weiterhin ist eine Vielzahl von Kulturgefäßen, welche an unterschiedliche Positionen innerhalb der Vertical-Farming Vorrichtung bewegt werden können, vorhanden. Vorzugsweise umfasst die technische Anlage eine Vorrichtung zur Extraktion von Metallen und/oder Halbmetallen aus den in der Anlage kultivierbaren Pflanzen, so dass der gesamte Rückgewinnungsvorgang innerhalb einer einzigen Anlage erfolgen kann.Furthermore, a technical system for the recovery of metals and/or semi-metals from a powdered recycling material, which includes shredded battery cells or consists of shredded battery cells, using hyperaccumulating plants, is claimed. The technical system includes a shredding device for battery cells, a device for mixing the battery cells pulverized by shredding with a culture substrate and a vertical farming device in which plants can be cultivated in at least two levels, preferably three to 10 levels. Sensors are present in the vertical farming device, which enable automated monitoring of the plants to be cultivated, and a device which allows automated adjustment of the culture conditions of the plants to be cultivated. Furthermore, there is a large number of culture vessels which can be moved to different positions within the vertical farming device. The technical installation preferably includes a device for extracting metals and/or semi-metals from the plants which can be cultivated in the installation, so that the entire recovery process can take place within a single installation.

Die Erläuterungen zum Verfahren können vollumfänglich auch zur näheren Beschreibung bzw. Charakterisierung der Anlage herangezogen werden.The explanations of the process can also be used in full for a more detailed description or characterization of the system.

Mit den nachfolgend beschriebenen Figuren und Ausführungsformen soll die Erfindung exemplarisch näher erläutert und veranschaulicht werden. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsformen und Beispiele beschränkt. Es zeigen schematisch:

  • 1: eine Darstellung einer hyperakkumulierenden Pflanze
  • 2: eine Darstellung einer Ausführungsform eines Vertical-Farming Systems.
The invention is to be explained and illustrated in more detail by way of example with the figures and embodiments described below. The present invention is not limited to the embodiments and examples shown. They show schematically:
  • 1 : a representation of a hyperaccumulating plant
  • 2 : an illustration of an embodiment of a vertical farming system.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer hyperakkumulierenden Pflanze 1, welche in einer Substrat-Mischung 3 wächst. Die Substrat-Mischung 3 enthält in dem exemplarisch dargestellten Fall das Metall Aluminium (AI), die Übergangsmetalle Mangan (Mn), Cobalt (Co) und Nickel (Ni) sowie das Halbmetall Silizium (Si). Das Metall, die Übergangsmetalle und das Halbmetall stammen aus geschredderten Batterien. Hierzu wurde das Batteriepulver mit Kulturerde gemischt. Einzelne oder mehrere der gezeigten Stoffe 15 können von einer hyperakkumulierenden Pflanze 1 über die Wurzeln aufgenommen und dann über die Sprossachse 11 zu den Blättern 12 transportiert werden. Es kann eine erhebliche Anreicherung der aufgenommenen Stoffe 15 erfolgen, welche eine wirtschaftlich sinnvolle Rückgewinnung dieser Rohstoffe 15 erlaubt. Im gezeigten Beispiel liegt das Nickel (Ni) in einem Komplex mit dem Chelator EDTA (Konditioniermittel 20) vor, was die Aufnahme des Nickels verstärkt. Um diesen Effekt zu erreichen kann es vorteilhaft sein, die Kulturerde und/oder die Substrat-Mischung mit einem solchen Chelator zu versetzten, was vorliegend auch als „Konditionierung“ bezeichnet wird. 1 shows a schematic representation of a hyperaccumulating plant 1, which grows in a substrate mixture 3. In the case shown as an example, the substrate mixture 3 contains the metal aluminum (Al), the transition metals manganese (Mn), cobalt (Co) and nickel (Ni) and the semimetal silicon (Si). The metal, transition metals and metalloid come from shredded batteries. For this purpose, the battery powder was mixed with culture soil. One or more of the substances 15 shown can be taken up by a hyperaccumulating plant 1 via the roots and then transported to the leaves 12 via the shoot axis 11 . The substances 15 absorbed can be significantly enriched, which allows these raw materials 15 to be recovered in an economically viable manner. In the example shown, the nickel (Ni) is in a complex with the chelator EDTA (conditioner 20), which enhances uptake of the nickel. In order to achieve this effect, it can be advantageous to add such a chelator to the culture soil and/or the substrate mixture, which is also referred to here as “conditioning”.

2 veranschaulicht einen Aufbau einer technischen Anlage 22, die eingerichtet zur Durchführung des hier vorgeschlagenen Verfahrens ist. Die technische Anlage 22 ist eingerichtet zur Rückgewinnung von Übergangsmetallen und/oder Halbmetallen aus einem pulverförmigen Recycling-Material unter Einsatz von hyperakkumulierenden Pflanzen. Zunächst ist eine Schreddervorrichtung 2 für Batteriezellen 7 vorgesehen, mit der pulverförmigen Recycling-Material 17 erzeugbar ist. Dieses pulverförmige Recycling-Material 17 wir nachfolgend in einer Mischvorrichtung 8 mit einem Kultursubstrat 6 vermengt bzw. gemischt, wobei eine Substrat-Mischung 3 umfassend das pulverisierte Recycling-Material 17 und das Kultursubstrat 6 entsteht. Die Substrat-Mischung 3 wird an eine Abfüllvorrichtung 9 übergeben, in der die Substrat-Mischung 3 in Kulturgefäße 4 gefüllt wird. Die Abfüllvorrichtung 9 kann noch eine Pflanzeinheit 21 zum Einbringen einer Vielzahl von Samen und/oder Setzlingen einer oder mehrerer hyperakkumulierenden Pflanzenarten in die Substrat-Mischung 3 und/oder Vor-Kultiviereinheit 18 umfassen, wobei in der Vor-Kultiviereinheit 18 die Substrat-Mischung mit Zusatzstoffen und dergleichen versehen werden kann. Die so vorbereiteten Kulturgefäße 4 können dann der Vertikal-Farming Vorrichtung 25 übergeben werden, mit der eine Vielzahl von Kulturgefäßen 4 an unterschiedlichen Positionen innerhalb der Vertical-Farming Vorrichtung 25 bewegt werden können. 2 FIG. 1 illustrates a structure of a technical system 22 that is set up to carry out the method proposed here. The technical installation 22 is set up for the recovery of transition metals and/or semi-metals from a powdered recycling material using hyper-accumulating plants. First, a shredding device 2 for battery cells 7 is provided, with which powdered recycling material 17 can be produced. This powdered recycling material 17 is then mixed or mixed with a culture substrate 6 in a mixing device 8, with a substrate mixture 3 comprising the powdered recycling material 17 and the culture substrate 6 being produced. The substrate mixture 3 is transferred to a filling device 9 in which the substrate mixture 3 is filled into culture vessels 4 . The filling device 9 can also include a planting unit 21 for introducing a large number of seeds and/or seedlings of one or more hyperaccumulating plant species into the substrate mixture 3 and/or pre-cultivation unit 18, with the substrate mixture in the pre-cultivation unit 18 being Additives and the like can be provided. The culture vessels 4 prepared in this way can then be transferred to the vertical farming device 25 with which a large number of culture vessels 4 can be moved at different positions within the vertical farming device 25 .

2 zeigt weiter eine schematische Darstellung einer vorteilhaften Ausführungsform einer Vertical-Farming Vorrichtung 25 in der Art eines Paternoster-Lagers im Querschnitt. Das Vertical-Farming System 25 ist vorzugsweise in einem abgeschlossenen Raum untergebracht (in 2 nicht dargestellt). Die hyperakkumulierenden Pflanzen 1 wachsen in Kulturgefäßen 4, welche sich auf beweglichen Regalböden 5 befinden und so unterschiedliche Positionen innerhalb der Vertical-Farming Vorrichtung 25 durchlaufen. Die Pfeile symbolisieren die Bewegung der Regalböden 5, wobei die Bewegung mittels eines Kettenumlaufsystems (in 2 nicht dargestellt) erreicht wird. Das Kulturgefäß 4, welches die Substrat-Mischung und die Samen enthält, wird zunächst auf der untersten Ebene an der mit dem Bezugszeichen 23 markierten Position in der Vertical-Farming Vorrichtung 25 eingebracht, indem sie auf den Regalboden 5 gestellt und ggf. befestigt werden. Sämtliche Kulturgefäße 4 werden dann, wie weiter unten noch näher dargestellt, durch das Vertical-Farming System 25 transportiert. Die Ernte erfolgt spätestens dann, wenn das Kulturgefäß 4 den vollständigen Zyklus durchlaufen hat, und somit wieder auf der untersten Ebene angekommen ist (an der mit Bezugszeichen 24 bezeichneten Position). Es wäre auch möglich, die Pflanzen bereits zu einem früheren Zeitpunkt zu ernten. 2 12 further shows a schematic representation of an advantageous embodiment of a vertical farming device 25 in the manner of a paternoster camp in cross section. The vertical farming system 25 is preferably housed in a closed room (in 2 not shown). The hyper-accumulating plants 1 grow in culture vessels 4, which are located on movable shelves 5 and thus pass through different positions within the vertical farming device 25. The arrows symbolize the movement of the shelves 5, the movement being by means of a chain circulation system (in 2 not shown) is achieved. The culture vessel 4, which contains the substrate mixture and the seeds, is first placed on the lowest level at the position marked with the reference number 23 in the vertical farming device 25 by being placed on the shelf 5 and, if necessary, fastened. All the culture vessels 4 are then transported through the vertical farming system 25, as will be explained in more detail below. The harvest takes place at the latest when the culture vessel 4 has run through the complete cycle and has thus arrived back at the lowest level (at the position designated by reference number 24). It would also be possible to harvest the plants at an earlier point in time.

Bei der der Vertikal-Farming Vorrichtung 25 bzw. deren Gehäuse 14 sind Sensoren 10 vorgesehen, welche eine automatisierte Überwachung der zu kultivierenden Pflanzen ermöglichen. Dies kann durch eine Einstellvorrichtung 13 erreicht werden, welche eine automatisierte Einstellung der Kulturbedingungen der zu kultivierenden Pflanzen ermöglicht,In the case of the vertical farming device 25 or its housing 14, sensors 10 are provided which enable automated monitoring of the plants to be cultivated. This can be achieved by an adjustment device 13, which enables an automated adjustment of the culture conditions of the plants to be cultivated.

Bei dem in 2 gezeigten Beispiel wird das Kulturgefäß 4 vor der Ernte aus der Vertical-Farming Vorrichtung 25 entnommen und einer Ernteeinheit 19 mit einer Trennvorrichtung 16 zugeführt. At the in 2 In the example shown, the culture vessel 4 is removed from the vertical farming device 25 before harvesting and fed to a harvesting unit 19 with a separating device 16 .

Denkbar wäre es auch, die Ernte und/oder Trennung vorzunehmen, ohne das Gefäß aus der Vertical-Farming Vorrichtung 25 zu entnehmen.It would also be conceivable to carry out the harvesting and/or separation without removing the vessel from the vertical farming device 25 .

Die Verwendung der Vertical-Farming Vorrichtung 25 zur Rückgewinnung von Stoffen aus gebrauchten Batterien wird auch im nachfolgend wiedergegebenen Ausführungsbeispiel näher erläutert.The use of the vertical farming device 25 for the recovery of substances from used batteries is also explained in more detail in the exemplary embodiment reproduced below.

Ausführungsbeispiel:Example:

Das Ausführungsbeispiel zeigt beispielhaft eine Rückgewinnung von Cobalt aus Batterieschrott mittels der Sonnenblume. Das aus dem Schreddern gebrauchter 1.5 V AAA-Batteriezellen entstehende Pulver (die durchschnittliche Partikelgröße des Pulvers ist kleiner als 1 mm) wird im Verhältnis 1 zu 10 mit einem auf Erde beruhenden üblichen Kultursubstrat (Torf-frei) gemischt. Es folgt eine Konditionierung der entstehenden Substrat-Mischung durch Absenken des pH-Wertes auf 6,5 und Zugabe eines Chelators (EDTA). Mit der Substrat-Mischung wird ein Kulturgefäß (Länge x Breite x Höhe ist 150 cm x 65 cm x 50 cm) bis knapp unter den Rand befüllt.The embodiment example shows a recovery of cobalt from battery scrap using the sunflower. The powder resulting from the shredding of used 1.5 V AAA battery cells (the average particle size of the pul vers is smaller than 1 mm) is mixed in a ratio of 1 to 10 with a normal soil-based growing medium (peat-free). The resulting substrate mixture is then conditioned by lowering the pH to 6.5 and adding a chelator (EDTA). A culture vessel (length x width x height is 150 cm x 65 cm x 50 cm) is filled with the substrate mixture to just under the edge.

In das Kulturgefäß werden 12 Samen der Sonnenblume eingebracht (Saattiefe 5 cm). Das Kulturgefäß wird in die unterste Etage eines Vertical-Farming Systems eingebracht (Bezugszeichen 23 bei 2). Das Vertical-Farming System umfasst wie in dem in 2 dargestellten Beispiel 8 Positionen bzw. Etagen, welche durch Regalböden gebildet werden. Jedes der Regalböden kann bei einer Länge von ca. 21 m 14 Stück der Kulturgefäße aufnehmen. Die Regalböden können nach Art eines Industrie-Paternosters mittels eines Kettenumlaufsystems unterschiedliche Positionen innerhalb eines Vertical-Farming Systems durchlaufen, wobei auf der einen Seite des hier beispielhaft beschriebenen Vertical-Farming Systems eine Aufwärtsbewegung und auf der anderen Seite eine Abwärtsbewegung erfolgt (siehe Pfeile in 2; bei dem in 2 gezeigten Beispiel findet die Aufwärtsbewegung auf der linken Seite und die Abwärtsbewegung auf der rechten Seite statt). An jeder Etage befinden sich somit zwei parallel zueinander angeordnete Regalbodenreihen entlang der gegenüberliegenden Längsseiten des Vertical-Farming Systems. Im Gegensatz zu einem Paternoster-Personenaufzug erfolgt die Bewegung der Ebenen jedoch nicht kontinuierlich, sondern intervallweise, wobei die Regalböden bei jedem Bewegungsintervall jeweils um eine Etage angehoben bzw. auf der gegenüberliegenden Seite abgesenkt werden. Eine solche Positionsveränderung kann beispielsweise alle 5 Tage erfolgen, so dass bei dem hier beschriebenen Vertical-Farming System ein vollständiger Umlauf-Zyklus 80 Tage dauert. Nach 35 Tagen wird die erste oberste Position (auf der einen Seite des Vertical-Farming Systems) und nach 40 Tagen die zweite oberste Position (auf der gegenüberliegenden Seite des Vertical-Farming Systems) erreicht. Nach 75 Tagen gelangen die Gefäße auf den beweglichen Regalböden in die unterste Position (Bezugszeichen 24 in 2), jedoch im Vergleich zur Ausgangsposition auf der gegenüberliegenden Seite.12 sunflower seeds are introduced into the culture vessel (seed depth 5 cm). The culture vessel is placed on the bottom floor of a vertical farming system (reference number 23 at 2 ). The vertical farming system includes, as in the in 2 illustrated example 8 positions or floors, which are formed by shelves. Each of the shelves can accommodate 14 culture vessels with a length of approx. 21 m. Like an industrial paternoster, the shelves can run through different positions within a vertical farming system by means of a chain circulation system, with an upward movement taking place on one side of the vertical farming system described here and a downward movement on the other side (see arrows in Fig 2 ; at the in 2 example shown, upward movement is on the left and downward movement is on the right). On each level there are two parallel rows of shelves along the opposite long sides of the vertical farming system. In contrast to a paternoster passenger elevator, however, the movement of the levels does not take place continuously, but at intervals, with the shelves being raised by one floor at each movement interval or lowered on the opposite side. Such a change in position can take place, for example, every 5 days, so that in the vertical farming system described here a complete orbital cycle takes 80 days. After 35 days the first top position (on one side of the vertical farming system) and after 40 days the second top position (on the opposite side of the vertical farming system) is reached. After 75 days, the vessels on the moveable shelves are in the lowest position (reference number 24 in 2 ), but compared to the starting position on the opposite side.

Die Regalböden sind vorzugsweise beheizbar. Nach der Aussaat wird die Heizung eingeschaltet, wobei ein Temperatursensor in dem Kulturgefäß gewährleistet, dass während der Keimphase innerhalb des Kulturgefäßes eine Temperatur von 20°C gehalten wird.The shelves are preferably heatable. After sowing, the heating is switched on, with a temperature sensor in the culture vessel ensuring that a temperature of 20°C is maintained inside the culture vessel during the germination phase.

Die Lagerböden umfassen des Weiteren vorzugsweise eine künstliche Beleuchtung, wobei sich die hierzu eingesetzten LED-Lampen jeweils auf der Unterseite jedes der Lagerböden befinden, so dass die in dem darunterliegenden Lagerboden gehalten Pflanzen beleuchtet werden können. Da auf diese Weise keine künstliche Beleuchtung der Pflanzen erfolgen kann, die sich an der obersten Etage des Vertical-Farming Systems befinden, kann eine zusätzliche (nicht bewegliche) Beleuchtungsvorrichtung, beispielsweise an der Decke des Raumes, sinnvoll sein.
Die Keimlinge erscheinen nach ca. 5 - 12 Tagen, wobei sie sich dann in der zweiten oder dritten Etage befinden. Nach dem Aufgehen der Saat kann die künstliche Zusatzbeleuchtung eingeschaltet werden.
The storage floors also preferably include artificial lighting, with the LED lamps used for this purpose being located on the underside of each of the storage floors, so that the plants kept in the storage floor underneath can be illuminated. Since artificial lighting of the plants located on the top floor of the vertical farming system cannot be provided in this way, an additional (non-movable) lighting device, for example on the ceiling of the room, can be useful.
The seedlings appear after about 5 - 12 days, when they are on the second or third tier. After the seed has sprouted, the additional artificial lighting can be switched on.

Die Pflanzen beginnen ggf. erst dann Blüten anzusetzen, nachdem sie die oberen Etagen des Vertical-Farming Systems bereits passiert haben. Um das Wachstum der Pflanzen und damit die Aufnahme des Cobalts aus dem Substrat zu erhöhen, kann die Temperatur in den Kulturgefäßen in der Hauptwachstumsphase auf 25°C erhöht werden.The plants may only start flowering after they have already passed the upper floors of the vertical farming system. In order to increase the growth of the plants and thus the uptake of cobalt from the substrate, the temperature in the culture vessels can be increased to 25°C during the main growth phase.

Für eine Rückgewinnung des Cobalts wird eine hohe Blattmasse angestrebt. Es ist nicht erforderlich, dass sich die Blüten vollständig entwickeln oder ausreifen. Die Ernte der Pflanzen erfolgt 65 bis 75 Tage nach der Aussaat, wobei der optimale Erntezeitpunkt durch eine Analyse des Pflanzensaftes und/oder durch optische Sensoren bestimmt wird.A high leaf mass is aimed for in order to recover the cobalt. Buds are not required to fully develop or mature. The plants are harvested 65 to 75 days after sowing, with the optimal harvest time being determined by analyzing the plant sap and/or by optical sensors.

Nach der Ernte der oberirdischen Teile der Pflanzen werden diese verascht. Das Cobalt kann nach einem Aufschluss der Asche elektrochemisch gewonnen werden.After harvesting the aerial parts of the plants, they are incinerated. The cobalt can be extracted electrochemically after the ash has been digested.

Die Kulturgefäße werden entleert und für den nächsten Zyklus vorbereitet.The culture vessels are emptied and prepared for the next cycle.

Bezugszeichenlistereference list

11
Pflanzeplant
22
Schreddervorrichtungshredding device
33
Substrat-Mischungsubstrate mix
44
Kulturgefäßculture vessel
55
Regalbodenshelf
66
Kultursubstratgrowing medium
77
Batteriezellebattery cell
88th
Mischvorrichtungmixing device
99
Abfüllvorrichtungfilling device
1010
Sensorsensor
1111
Sprossachseshoot axis
1212
Blattleaf
1313
Einstellvorrichtungadjustment device
1414
Gehäusehousing
1515
(Roh-)Stoff(Raw material
1616
Trennvorrichtungseparator
1717
Recycling-Materialrecycled material
1818
Kultiviereinheitcultivation unit
1919
Ernteeinheitharvest unit
2020
Konditioniermittelconditioner
2121
Pflanzeinheitplanting unit
2222
Anlageinvestment
2323
Markierte PositionMarked position
2424
Untere Ebene PositionLower level position
2525
Vertikal-Farming VorrichtungVertical farming device

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

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  • WO 2012103651 [0006]WO 2012103651 [0006]
  • EP 2670707 [0006]EP 2670707 [0006]

Claims (13)

Verfahren zur Rückgewinnung mindestens eines Übergangsmetalls und/oder Halbmetalls aus einem pulverförmigen Recycling-Material, welches zerkleinerte Batteriezellen (7) umfasst oder aus zerkleinerten Batteriezellen besteht, unter Einsatz von hyperakkumulierenden Pflanzen (1), mit den Schritten: - Bereitstellung des pulverförmigen Recycling-Materials (17), - Bereitstellung eines Kultursubstrates (6), - Herstellung einer Substrat-Mischung (3) umfassend das pulverisierte Recycling-Material (17) und das Kultursubstrat (6), - Bereitstellen eines Kulturgefäßes (4) und Befüllen des Kulturgefäßes (4) mit der Substrat-Mischung (3), - Einbringen einer Vielzahl von Samen und/oder Setzlingen einer oder mehrerer hyperakkumulierenden Pflanzenarten in die Substrat-Mischung (3), - Kultivieren der aus den Samen und/oder Setzlingen stammenden Pflanzen in dem Kulturgefäß (4), - Ernte der Pflanzen, - Extraktion des mindestens einen Übergangsmetalls und/oder Halbmetalls aus den geernteten Pflanzen, wobei die Kultivierung der Pflanzen in einer Vertical-Farming Vorrichtung (25) erfolgt.Method for recovering at least one transition metal and/or semimetal from a powdery recycling material which comprises crushed battery cells (7) or consists of crushed battery cells, using hyperaccumulating plants (1), with the steps: - Provision of the powdered recycling material (17), - Provision of a culture substrate (6), - Production of a substrate mixture (3) comprising the pulverized recycling material (17) and the culture substrate (6), - Providing a culture vessel (4) and filling the culture vessel (4) with the substrate mixture (3), - introducing a large number of seeds and/or seedlings of one or more hyperaccumulating plant species into the substrate mixture (3), - cultivating the plants originating from the seeds and/or seedlings in the culture vessel (4), - harvesting of plants, - Extraction of the at least one transition metal and/or semimetal from the harvested plants, the plants being cultivated in a vertical farming device (25). Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Kultursubstrat (6) und/oder die Substrat-Mischung (3) durch das Absenken des pH-Wertes und/oder durch die Zugabe mindestens einer Substanz, welche eine Aufnahme des mindestens einen Übergangsmetalls und/oder Halbmetalls in die Pflanzen begünstigt, konditioniert wird.procedure after claim 1 , wherein the culture substrate (6) and/or the substrate mixture (3) by lowering the pH value and/or by adding at least one substance which promotes the uptake of the at least one transition metal and/or semimetal in the plants, is conditioned. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Pflanzen entsprechend ihrer Wachstumsphase unterschiedlichen Kulturbedingungen ausgesetzt werden.procedure after claim 1 or 2 , whereby the plants are exposed to different culture conditions depending on their growth phase. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Kulturbedingungen Temperatur, Luftbewegung, Feuchtigkeit, Beleuchtungsintensität, Spektrum der Beleuchtung, Beleuchtungsdauer und/oder CO2-Zufuhr umfassen.procedure after claim 3 , wherein the culture conditions include temperature, air movement, humidity, illumination intensity, spectrum of illumination, illumination duration, and/or CO2 supply. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei einer oder mehrere Hilfsstoffe zu einem oder mehreren Zeitpunkten appliziert werden, wobei die Hilfsstoffe Chelatoren, Düngemittel und/oder Herbizide umfassen.procedure after claim 3 or 4 wherein one or more adjuvants are applied at one or more times, the adjuvants comprising chelating agents, fertilizers and/or herbicides. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Zustand der Pflanzen während der Kultivierung intervallweise oder permanent überwacht wird, und wobei bei der Überwachung der Habitus der Pflanze, der Entwicklungszustand der Pflanze, die chemische Zusammensetzung des Pflanzensaftes und/oder die optischen Eigenschaften des Pflanzengewebes erfasst werden.The method according to one or more of the preceding claims, wherein the condition of the plants is monitored at intervals or permanently during cultivation, and wherein the monitoring of the habit of the plant, the developmental state of the plant, the chemical composition of the plant sap and / or the optical properties of the Plant tissue are detected. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Zustand der Pflanzen automatisiert überwacht wird und ein geeigneter Erntezeitpunkt anhand der Überwachung des Zustandes der Pflanzen bestimmt wird.procedure after claim 6 , wherein the condition of the plants is automatically monitored and a suitable harvest time is determined based on the monitoring of the condition of the plants. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei ein geeigneter Erntezeitpunkt anhand der Überwachung des Zustandes der Pflanzen bestimmt wird.procedure after claim 6 or 7 , whereby a suitable harvest time is determined by monitoring the condition of the plants. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Extraktion des mindestens einen Übergangsmetalls und/oder Halbmetalls aus den Pflanzen eine Veraschung, ein Herauslösen mittels einer sauren Lösung und/oder eine elektrochemische Abscheidung des mindestens einen Übergangsmetalls und/oder Halbmetalls umfasst.Method according to one or more of the preceding claims, wherein the extraction of the at least one transition metal and/or semimetal from the plants comprises incineration, dissolving by means of an acidic solution and/or electrochemical deposition of the at least one transition metal and/or semimetal. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei es sich bei der hyperakkumulierenden Pflanze (1) um Sonnenblume (Helianthus annuus), MauerSteinkraut (Alyssum murale), Pycnandra acuminata, Gebirgs-Hellerkraut (Thlaspi caerulescens), Indische Schlangenwurzel (Rauwolfia serpentina), Rohrglanzglas (Phalaris arundinacea) oder um Acker-Schachtelhalm (Equisetum arvense) handelt.The method according to one or more of the preceding claims, wherein the hyperaccumulating plant (1) is sunflower (Helianthus annuus), wall alyssum (Alyssum murale), Pycnandra acuminata, mountain penthalis (Thlaspi caerulescens), Indian snakeroot (Rauwolfia serpentina), Reed glass (Phalaris arundinacea) or field horsetail (Equisetum arvense). Verwendung einer hyperakkumulierenden Pflanze (1) zur Rückgewinnung von Übergangsmetallen und/oder Halbmetallen aus dem Pulver geschredderter Batteriezellen (7), wobei die Pflanze (1) auf einer Mischung umfassend das Pulver und ein Pflanzensubstrat kultiviert wird, und wobei die Kultivierung der Pflanzen in einer Vertical-Farming Vorrichtung (25) erfolgt.Use of a hyper-accumulating plant (1) for recovering transition metals and/or semi-metals from the powder of shredded battery cells (7), the plant (1) being cultivated on a mixture comprising the powder and a plant substrate, and the cultivation of the plants in a Vertical farming device (25) takes place. Aus gebrauchten Batteriezellen (7) rückgewonnenes Nickel und/oder Mangan und/oder Cobalt und/oder Silizium, wobei die Rückgewinnung unter Anwendung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10 erfolgt.Nickel and/or manganese and/or cobalt and/or silicon recovered from used battery cells (7), the recovery using the method according to one or more of Claims 1 until 10 he follows. Technische Anlage (22) zur Rückgewinnung von Übergangsmetallen und/oder Halbmetallen aus einem pulverförmigen Recycling-Material, welches geschredderte Batteriezellen umfasst oder aus geschredderten Batteriezellen besteht, unter Einsatz von hyperakkumulierenden Pflanzen, umfassend - eine Schreddervorrichtung (2) für Batteriezellen (7), - eine Mischvorrichtung (8) zum Mischen der durch Schreddern pulverisierten Batteriezellen (7) mit einem Kultursubstrat (6), - eine Vertikal-Farming Vorrichtung (25), in der Pflanzen in mindestens zwei Ebenen kultiviert werden können, - in der Vertikal-Farming Vorrichtung (25) vorhandene Sensoren (10), welche eine automatisierte Überwachung der zu kultivierenden Pflanzen ermöglichen, - eine Einstellvorrichtung (13), welche eine automatisierte Einstellung der Kulturbedingungen der zu kultivierenden Pflanzen ermöglicht, - eine Vielzahl von Kulturgefäßen (4), welche an unterschiedliche Positionen innerhalb der Vertical-Farming Vorrichtung (25) bewegt werden können.Technical installation (22) for the recovery of transition metals and/or semi-metals from a powdered recycling material, which comprises shredded battery cells or consists of shredded battery cells, using hyper-accumulating plants, comprising - a shredding device (2) for battery cells (7), - a mixing device (8) for mixing the battery cells (7) pulverized by shredding with a culture substrate (6), - a vertical farming device (25) in which plants can be cultivated on at least two levels, - sensors (10) present in the vertical farming device (25), which enable automated monitoring of the plants to be cultivated, - an adjusting device (13), which enables automated adjustment of the culture conditions of the plants to be cultivated, - a large number of culture vessels (4), which can be moved to different positions within the vertical farming device (25).
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