Fortschritte beim Recycling Seltener Erden

Forscher nutzen ein selektives Protein

Die Metalle der Seltenen Erden umfassen insgesamt 17 Elemente, die sich chemisch ähnlich sind. So selten wie der Name suggeriert, sind sie jedoch gar nicht. Selbst das am seltensten vorkommende Seltenerdelement Thulium findet sich in der Erdkruste immer noch häufiger als die Edelmetalle Gold oder Platin. Seltenerdmetalle werden heute in vielen Schlüsseltechnologien eingesetzt, etwa in Plasmabildschirmen, Akkumulatoren, Festplatten, in der Elektromobilität oder in Generatoren von Windkraftanlagen. Der Abbau von Seltenen Erden geht in der Regel mit einer erheblichen Umweltbelastung einher. Zurück bleibt oft ein Schlammsee aus Säuren, radioaktiven Materialien und Schwermetallen. Betroffen ist hier vor allem China. Die einst weltweit größte Mine in den Vereinigten Staaten wurde aus Umweltschutzgründen bereits vor vielen Jahren geschlossen. Die Lösung kann hier nur Recycling lauten, denn dann ließen sich aus den weltweit wachsenden Elektroschrottbergen die wertvollen Komponenten zurückgewinnen. Doch das Recycling war bisher nur äußerst aufwändig möglich, weil sich die verbauten Metalle nur schwer voneinander trennen lassen. Forscher des Lawrence Livermore National Laboratory (Kalifornien) haben kürzlich eine neuartige Lösung für das Problem vorgestellt: ein Protein namens Lanmodulin. Es verdaut einerseits Methan, bindet andererseits aber auch die Elemente aus den Lanthaniden, die allein 15 der SE-Metalle ausmachen. Dazu gehören unter anderem Cer und Neodym, die für viele Elektronikbauteile unverzichtbar sind. Den Forschern gelang es, das Lanmodulin an poröse Mikrokugeln zu koppeln. Werden diese dann in eine Lösung gegeben, die Cer und Neodym enthalten, binden sie diese an sich und filtern sie so heraus. Dieser Recyclingprozess funktioniert, ohne dass der Energieaufwand zu hoch wird oder weitere giftige Chemikalien benötigt werden. Ein weiterer selektiver Vorteil liegt darin, dass Lanmodulin sich unterschiedlich stark an verschiedene SE-Metalle bindet, je nachdem, wie sauer die Lösung (pH-Wert) jeweils ist. Auf diese Weise konnten die Forscher im Labor rund achtzig Prozent der SE-Elemente Neodym und Dysprosium zurückgewinnen und voneinander trennen. Zumindest theoretisch könnte Elektroschrott damit zu einer konkurrenzfähigen Quelle zur Gewinnung Seltener Erden werden. Die Wissenschaftler testeten die Lanmodulin-Kugeln auch mit Kohlenasche, in der sich ebenfalls gewisse Mengen an Seltenen Erden finden. Auch hier erfüllte das Protein die Hoffnungen der Forscher. Kohlenasche könnte somit zukünftig als Quelle für Seltene Erden dienen. (DS)
Quelle: www.trendsderzukunft.de