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14.01.2025 | Rohstoffe | Nachricht | Nachrichten

EU-Projekt will Rohstoffe aus Atommüll recyclen

verfasst von: Mathias Keiber

2:30 Min. Lesedauer

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Gibt es Alternativen zur Endlagerung von nuklearen Abfällen? Eine Helmholtz-Professorin beantwortet diese Frage mit "ja" – und wird von der EU gefördert.

Mithilfe einer neuen EU-Förderung will Prof. Kristina Kvashnina vom Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) Möglichkeiten erforschen, Teile von Atommüll durch neuartige Trennverfahren zu recyceln. Das Projekt heißt "MaLaR" – ein Akronym, das für "Materials for Lanthanide Recovery from nuclear waste" steht, also für " Materialien zur Rückgewinnung von Lanthaniden aus Atommüll".

Bei Lanthanoiden handelt es sich um eine chemische Elementgruppe, zu der auch ein Teil der Seltenen Erden gehört. Sie finden Anwendung etwa in Bildschirmen, Batterien, Magneten, Kontrastmitteln und biologischen Sonden. "Lanthanoide sind ein sehr rarer Rohstoff, die Hauptversorgung kommt aus China. Deswegen wird versucht, diesen Rohstoff aus Müll zu recyceln, sogar aus Atommüll", erläutert Physikerin Kvashnina, die das MaLaR-Projekt koordiniert.

Prinzip der Sorption

Um Lanthanoide aus Atommüll zu recyclen, sollen neuartige dreidimensionale Materialien zum Einsatz kommen. Wie bei derzeitigen Trennverfahren setzen die Forschenden auf das Prinzip der Sorption: Spezifische radioaktive Elemente in flüssigen nuklearen Abfällen lagern sich an die angrenzende feste Phase eines Sorptionsmittels an und können so vom restlichen Müll getrennt werden.

In den letzten Jahren hätten Studien gezeigt, so das HZDR, "dass Graphenoxide – poröse Materialien auf Kohlenstoff-Basis – die Leistung von den derzeit wichtigsten industriellen Sorptionsmitteln für Radionuklide deutlich übertreffen können". Dazu sei jüngst die Erkenntnis gekommen, dass bestimmte Veränderungen an der elektronischen Struktur die Sorptionsleistung weiter steigern.

Kvashnina und Team wollen dementsprechend die zugrundeliegenden chemischen Reaktionen systematisch untersuchen und daraus gezielt neue Materialien auf Graphenoxid-Basis entwickeln, die als spezifische Elementfänger dienen können.

Atom- und Industriemüll im Fokus

"Unser Ziel ist es, ein Material zu designen, mit dem wir einzelne Elemente zunächst aus synthetischen Elementmischungen herausziehen können", so Kvashnina. Das solle sich dann zukünftig auf vielfältige Anwendungen übertragen lassen. In drei Jahren könne man zwar nur einen ersten Schritt Richtung Recycling machen. "Aber wenn wir damit Erfolg haben, sind Anwendungen in greifbarer Nähe."

Nicht nur bei der Wiedergewinnung von Rohstoffen aus Atom- und anderem Industriemüll, auch bei der sicheren Endlagerung von hochradioaktivem Abfall sollen die neuartigen Trennverfahren helfen, etwa wenn unterschiedlich langlebige Isotope separiert und dann getrennt verwahrt werden können. Ziel des Projekts ist die marktnahe Entwicklung passender technologischer Lösungen.

Das MaLaR-Projekt ging am 1. Januar 2025 an den Start. Über das europäische Euratom-Programm fließen 2,3 mio. Euro über drei Jahre an das HZDR und folgende Partner: Institut Marcoule für Trennungschemie, Universität Montpellier und Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) in Frankreich, Universitäten Umeå und Uppsala in Schweden sowie die Nationale Universität für Wissenschaft und Technologie Politehnica Bukarest in Rumänien.

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