Recycling: Protein gewinnt Seltene Erden aus Elektroschrott und Asche

Seltene Erden sind auf der Erde grundsätzlich deutlich häufiger zu finden als es der Name vermuten lässt. Allerdings liegen sie oftmals nicht in Form angereicherter Erze vor. Außerdem lassen sie sich nur schwer voneinander trennen. Dies hat zur Folge, dass der Abbau der Metalle recht aufwändig und nicht besonders umweltfreundlich ist. Die einst weltweit größte Mine in den Vereinigten Staaten hat daher bereits vor vielen Jahren geschlossen. Heute ist China der größte Exporteur von Seltenen Erden. Dies ist nicht unproblematisch, denn die Metalle lassen sich bei Elektronikbauteilen nicht durch andere Rohstoffe ersetzen. Theoretisch gibt es allerdings auch in vielen Industrieländern große Mengen an bereits abgebauten Seltenen Erden – nämlich in alten Elektronikteilen. Das Recycling gestaltet sich bisher allerdings sehr komplex, weil sich die Metalle eben nur schwer voneinander trennen lassen.

Cer und Neodym sind bei vielen Elektronikteilen unverzichtbar

Forscher des Lawrence Livermore National Laboratory im US-Bundesstaat Kalifornien könnten nun aber eine intelligente Lösung für das Problem gefunden haben. Sie setzen auf das Protein Lanmodulin, das einerseits Methan verdaut, andererseits aber auch sogenannte Lanthanide bindet. Dazu gehören unter anderem die Seltenen Erden Cer und Neodym, die für Elektronikbauteile unverzichtbar sind. Bisher allerdings ist ein Recycling nicht möglich. Der Ansatz der Forscher bestand nun darin, das Protein an poröse Mikrokugeln zu koppeln. Werden diese dann in eine entsprechende Lösung gegeben, binden sie die gewünschten Metalle an sich und filtern sie so aus der Masse heraus. Der Vorteil dieser Vorgehensweise besteht darin, dass der Recyclingprozess funktioniert, ohne zu viel Energie oder giftige Chemikalien zu benötigen. Das Verfahren könnte somit global zur Anwendung kommen.

Auch aus Kohleasche lassen sich Seltene Erden gewinnen

Hinzu kommt: Lanmodulin bindet sich unterschiedlich stark an verschiedene Elemente der Seltenen Erden. Dies hängt davon ab, wie sauer die Lösung jeweils ist. Das Protein kann somit auch genutzt werden, um die verschiedenen Metalle voneinander zu trennen. Auf diese Weise konnten die Forscher im Labor rund achtzig Prozent der Elemente Neodym und Dysprosium zurückgewinnen und voneinander trennen. Theoretisch könnte Elektroschrott damit zu einer wichtigen Quelle zur Gewinnung der begehrten Metalle werden. Die Wissenschaftler gingen zudem noch einen Schritt weiter: Sie testeten die Lanmodulin-Kugeln auch bei Kohlenasche. Denn in dieser finden sich ebenfalls winzige Mengen an Seltenen Erden. Bisher gab es aber kein Verfahren, bei dem sich die Isolierung und Weiterverarbeitung gelohnt hätte. Auch hier erfüllte das Protein seine Aufgabe wie gewünscht. Kohleasche könnte also zukünftig ebenfalls als Quelle für Seltene Erden dienen.

Via: ACS

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