Recycling von Seltenerdmetallen durch Mikroalgen.
Andreas Burkert
Schon geringste Menge von Selten Erden machen etwa Magnete magnetischer und damit Elektromotoren leistungsfähiger. Doch das Beschaffen von Neodym und Co ist schwierig. Nun sollen Algen das begehrte Metall aus industriellem Abwasser holen.
Yttrium, Cer und Neodym sind nur einige der metallischen Substanzen, die bereits in kleinsten Mengen sozusagen als Aufputschmittel auf die Eigenschaften anderer Stoffe wirken und sie magnetischer, glänzender oder hitzebeständiger machen. Insgesamt gibt es 17 chemische Elemente der Rohstoffgruppe Seltenerdmetalle, und jedes wird unter anderem für das optimieren elektrischer Eigenschaften benötigt. Die Nutzung von Seltenen Erden ist dabei nicht nur für die IT- und Unterhaltungselektronikindustrie, sondern auch für die Produktion von Windkraft- und Solaranlagen und damit für die Umsetzung des erneuerbaren Energiekonzeptes der Bundesregierung von hoher Bedeutung. Allerdings gibt es auch Probleme mit dieser Zutat.
Seltene Erden sind nämlich nur sehr aufwändig zu isolieren und werden zurzeit fast ausschließlich von China auf dem Markt angeboten, wie es der Report „Innovationsfalle Seltenerdmetalle“ unter anderem beschreibt. Die Entwicklung von intelligenten und umweltschonenden Recyclingmethoden ist daher von großer Bedeutung für die Industrie. Vor diesem Hintergrund entwickelt die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) ein Verfahren, mit dem die Elemente Seltener Erden aus industriellem Abwasser, das beispielsweise aus Abraumhalden von Bergbauaktivitäten stammt, besonders umweltfreundlich gewonnen werden können.
Mikroalgen sollen Seltenerdmetalle liefern
Seit Jahren experimentiert daher Professor Rainer Buchholz, der an der FAU den Lehrstuhl für Bioverfahrenstechnik leitet, mit verschiedenen Mikroalgentypen. Dabei liegt ein Schwerpunkt seiner Arbeit darauf, aus Algen Wertstoffe zu gewinnen, die für den Menschen von Nutzen sein können – angefangen vom Einsatz in der Medizin bis hin zur Nahrungsgewinnung. Im Rahmen dieser Versuche haben sich Indizien ergeben, dass Metallionen aus verdünnten Lösungen sich hervorragend an der Oberfläche von Mikroalgen „andocken“ lassen. Im Rahmen des geförderten Projekts wollen die Erlanger Forscher daher ein Verfahren zur ökonomischen und ökologischen Wertmetallgewinnung mit einem spezifischen Fokus auf Seltene Erden entwickeln, das sich grundlegend von den etablierten bakteriellen Verfahren unterscheidet: Es setzt erstmals auf einen geobiotechnologischen Ansatz zur nachhaltigen Rohstoffsicherung.
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Mikroalgen können im Vergleich zu bakteriellen Systemen weitaus kostengünstiger hergestellt werden, weil sie keine hohen Ansprüche an Umfeld und Ernährung stellen. Erste Ergebnisse zeigen auch, dass die Metallbindung sogar mit abgestorbenen Algen funktioniert. Das macht einen unkomplizierten Einsatz in der Praxis möglich. Die Wissenschaftler um Buchholz wollen im Rahmen des Projekts testen, wie sich dann aus der so entstehenden beladenen Algenbiomasse Metalle wieder gewinnen lassen.
Das Bayerische Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz fördert die Weiterentwicklung des der FAU entwickelten Verfahrens mit 380.000 Euro.