Manche Bakterien sind ganz scharf auf bestimmte Metalle – dies wollen die Freiberger für die GEwinnung strategischer Rohstoffe nutzen. Foto: TU Freiberg
Freiberger Nachwuchsforscher wollen Elektronikschrott und alte Bergbauhalden nach Gallium & Co. durchsieben
Freiberg, 16. Februar 2015: Kaum ein Hightech-Apparat kommt ohne sie aus: Strategische Werkstoffe wie Gallium, Iridium Kobalt oder Molybdän stecken in Leuchtdioden, Bluray-Videoplayern, Solarkraftwerken und vielen anderen Geräten. Dummerweise sind diese Elemente extrem selten. Und aufstrebende Lieferländer wie China möchten sie am liebsten für sich behalten. Eine interdisziplinäre Nachwuchs-Forschergruppe an der Bergakademie Freiberg will nun Bakterien einspannen, um strategisch wichtige Materialien aus alten Bergbauhalden und Elektronikschrott für die deutsche Industrie herauszulösen.
98 Prozent des Galliums im Alu-Erz bleibt bisher ungenutzt
Gallium ist zum Beispiel für Produktion blauer Laserdioden wichtig. Abb.: Kyma
Beispiel Gallium: Dieses seltene Metall wird etwa für die Produktion von Leuchtdioden (LEDs) und Solarzellen gebraucht, würde sich auch prima eignen, um noch leistungsfähigere Starkstromelektronik für Elektroautos zu konstruieren. Der Haken: Weltweit werden gerade mal rund 200 Tonnen Gallium pro Jahr gewonnen – vor allem als Nebenprodukt der Aluminiumproduktion und durch Recycling. In der Praxis aber sind durch heutige chemische Technologien nur ein bis zwei Prozent des im Alu-Erz „Bauxit“ enthaltenen Galliums mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand gewinnbar. Anders ausgedrückt: Mit effektiveren Trennungsverfahren könnte man die Weltproduktion vervielfachen und die Gallium-Preise – derzeit etwa 230 Euro pro Kilogramm – spürbar senken.
Bio-Komplexbildner grabschen wie gierige Hände nach strategischen Metallen
Dr. Dirk Tischler. Foto: TU Freiberg
Und an eben diese Aufgabe hat sich das Freiberger „BakSolEx“-Team um Dr. Dirk Tischler gesetzt. Sie wollen Bakterienstämme kultivieren, mit denen man letztlich mehr Gallium, Iridium, Silber und andere wertvolle Metalle aus den Stoffströmen von Bergbau- und Recycling-Fabriken herausfischen kann. Dabei haben sie Bakterien im Blick, die sogenannte „biologische Komplexbildner“ erzeugen. Diese Kohlenwasserstoff-Verbindungen haben hochspezialisierte Funktionsgruppen, die ganz gierig auf bestimmte Metalle sind. „Man kann sich das vorstellen wie eine Hand, die sich fast schon reflexartig schließt, wenn wir eine wertvolle Silbermünze sehen“, erklärte Tischler im Oiger-Gespräch. „Und hat sich diese Hand einmal geschlossen, lässt sie den Schatz auch nicht mehr los.“ Seine Hoffnung ist nun, gemeinsam mit anderen Chemikern und Biologen genau die Bakterienstämme kultivieren zu können, deren „Komplexbildner“ sehr selektiv auf Gallium & Co. aus sind und nicht nur nach Eisen „grabschen“.
Projekt könnte alte Abraumhalden in Schatztruhen verwandeln
Wenn dies gelingt, könnten diese biologischen Komplexbildner ihre recht ineffektiven chemischen Brüder, die bisher beim Recycling und im Bergbau eingesetzt werden, ersetzen. Damit würden sie aufgegebene Abraumhalden aus alten Zeiten in wahre Schatztruhen für die sächsische und die deutsche Hightechindustrie verwandeln. Autor: Heiko Weckbrodt
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