Nachfrage und Kosten für seltene Erden steigen stetig: Forscher der TUM haben diese Metalle jetzt erstmals mithilfe von bisher nicht untersuchten Bakterienstämmen aus wässriger Lösung recyceln können.
Prof. Thomas Brück bei der Probenentnahme am Photobiorektor am Werner Siemens Lehrstuhl für Synthetische Biotechnologie.
Andreas Heddergott / TUM
In Kooperation mit der Hochschule Kaiserslautern haben Forscher der Technischen Universität München (TUM) die Kreislaufwirtschaft der seltenen Erden einen großen Schritt weitergebracht, indem sie mehrere Stämme von Cyanobakterien auf ihr Potenzial, seltene Erden aus wässriger Lösung zu binden, untersuchten. Die zwölf Bakterienstämme stammten etwa aus den Wüsten Namibias, dem Natronseen im Tschad, Felsspalten in Südafrika oder verschmutzten Bächen in der Schweiz. Sie wurden auf ihr Biosorptions-Potenzial der seltenen Erden Lanthan, Cer, Neodym und Terbium untersucht. Die Cyanobakterien konnten im Versuch Mengen der seltenen Erden adsorbieren, die bis zu zehn Prozent ihrer Trockenmasse entsprechen.
"Die Biomasse aus Cyanobakterien weist einen hohen Anteil an Zuckerverbindungen auf, die negative Ladungen tragen. Diese ziehen positiv geladene Metallionen an, die so an die Biomasse gebunden werden", erklärt Michael Paper von der TUM. Die Forscher konnten außerdem beobachten, dass die Biosorption von seltenen Erden durch Cyanobakterien selbst bei niedrigen Konzentrationen der Metalle möglich ist. Außerdem läuft der Prozess schnell ab, so wurde beispielsweise das meiste Cer in Lösung innerhalb von fünf Minuten nach Beginn der Reaktion gebunden. Der reversible Prozess hat den Vorteil, dass die Metalle ausgewaschen und die Biomasse wiederverwendet werden kann. In einem weiteren Projekt sollen die Versuche in einem größeren Maßstab durchgeführt werden, um die industrielle Anwendung der Ergebnisse voranzubringen.