Forscher können Seltene Erden aus Abwasser filtern

Wissenschaftler wollen wertvolle Substanzen wie Seltene Erden mit Hilfe von Algen recyceln. Dazu filtern sie industrielles Abwasser aus Abraumhalden. Dabei docken die Metallionen der wertvollen Rohstoffe an der Oberfläche der Mikroalgen an. Seltene Erden werden zur Herstellung von Hochtechnologie-Produkten wie Smartphones und Tablets verwendet.

Wissenschaftler der Friedrich-Alexander-Universität (FAU) gewinnen die Elemente Seltener Erden mit Hilfe von Algen aus Abwasser. Der nachhaltige Umgang mit Ressourcen, zum Beispiel mit Seltenen Erden, ist ein zentrales Thema, wenn es um eine Vielzahl von Hochtechnologien geht, die unter anderem im Rahmen der erneuerbaren Energien eingesetzt werden.

Da Seltene Erden nur sehr aufwändig zu isolieren sind und zurzeit fast ausschließlich von China auf dem Markt angeboten werden, ist die Entwicklung von intelligenten und umweltschonenden Recyclingmethoden von großer Bedeutung für die Industrie. Aus Umweltschutzgründen hat China vor zwei Jahren bereits die Ausfuhr des kostbaren Rohstoffs begrenzt.

Die FAU in Erlangen-Nürnberg hat ein Verfahren entwickelt, mit dem die Elemente Seltener Erden aus industriellem Abwasser, das beispielsweise aus Abraumhalden von Bergbauaktivitäten stammt, besonders umweltfreundlich gewonnen werden können.

Die Nutzung von Seltenen Erden ist nicht nur für die IT- und Unterhaltungselektronik-Industrie, sondern auch für die Produktion von Windkraft- und Solaranlagen und damit für die Umsetzung des erneuerbaren Energiekonzeptes der Bundesregierung von hoher Bedeutung.

Innerhalb Deutschlands verzeichnet das Land Bayern eine der höchsten Dichten von Unternehmen aus der Chemie, der metallverarbeitenden Industrie und der Spezialtechnologie, die alle auch im Sektor der erneuerbaren Energien aktiv sind.

Rainer Buchholz, der an der FAU den Lehrstuhl für Bioverfahrenstechnik leitet, experimentiert bereits seit einem Jahrzehnt 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. „Mikroalgen sind ein äußerst vielversprechendes Forschungsobjekt. Ob für die Gewinnung von Rohstoffen oder die bessere Nutzung von Sonnenenergie – als Bioverfahrensingenieure versuchen wir, die hervorragenden Eigenschaften von Mikroalgen für die Gesellschaft nutzbar zu machen“, so Buchholz.

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 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.

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.

„Wir brauchen eine Rohstoffwende“, fordert Umweltministerin Ulrike Scharf. „Die Abfälle von heute sind die Rohstoffe von morgen. Das Ziel ist klar: Wir wollen den Einsatz neuer Rohstoffe verringern und wertvolle Rohstoffe bestmöglich zurückgewinnen.“ Der Raubbau an der Natur gehe zulasten kommender Generationen.

 

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