Challenge #115
Seltene Erden aus Elektroschrott gewinnen.
Seltene Erden sind in der High-Tech-Industrie unverzichtbar. Ein Recycling dieser viel verwendeten Metalle ist deshalb unabdingbar. Bisherige Verfahren sind allerdings kostenintensiv und chemisch belastet. Biotechnologische Ansätze zeigen, dass es auch umweltschonend geht.
Beteiligte Zentren
Unsere hoch technisierte Welt wäre ohne seltene Metalle wie Scandium, Yttrium, Lanthan, Neodym oder Terbium nicht denkbar, denn sie sind der Schlüssel zum digitalen Zeitalter: Diese sogenannten Seltenen Erden sind Grundlage für Zukunftstechnologien wie den Motoren von Elektroautos oder Generatoren von Windkraftanlagen.
Viele dieser Rohstoffe kommen in der Natur aber nur in geringen Mengen vor, außerdem sind sie schwer abzubauen, was gleichzeitig zu hohen Kosten führt. Umso wichtiger ist das Recycling dieser seltenen Metalle, um sie wieder in den Wertstoffkreislauf zurückzuführen.
Eine potenzielle Rohstoffquelle ist Elektroschrott. Bisher mangelt es jedoch an geeigneten Recyclingverfahren, die die Stoffe aus ausgedienten Smartphones oder defekten Energiesparlampen filtern.
Ein Team um die Freiberger Mikrobiologin Franziska Lederer sucht am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf deswegen nach innovativen biotechnologischen Verfahren. Einen Ansatz hat sie bei Viren gefunden, die auf Bakterien spezialisiert sind. Mithilfe einer Bibliothek dieser sogenannten Bakteriophagen, an die Bruchstücke von Proteinen – sogenannte Peptide – geheftet sind, findet sie die passenden Peptide für jedes Metall. Denn die Oberfläche mancher Peptide passt perfekt zu der Oberfläche bestimmter Metalle.
Die Frage ist nun: Welches Peptid passt zu welchem Metall? Gelingt diese Analyse, koppelt die Forscherin die jeweils passenden Peptide – virenfrei – an magnetische Träger. Damit will sie die Seltenen Erden aus komplexen Partikelgemischen wie Elektroschrott isolieren – und so umweltschonend zurückgewinnen.
(Bild: RHJPhtotoandilustration/Shutterstock)
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