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Recycling Mikroben und Algen als Schatzsucher

Quelle: Fraunhofer IGB 2 min Lesedauer

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Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Biover- fahrenstechnik (IGB)
GGB Heilbronn GmbH
Ruderer Klebetechnik GmbH
Heraeus AMLOY Technologies GmbH

Forschende des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB haben in einer Studie nachgewiesen, dass sich mit Mikroorganismen und Mikroalgen wertvolle Metalle aus Elektroschrott zurückgewinnen lassen.

Elektronikschrott wie Leiterplatten enthält wertvolle Metalle.(Bild: Fraunhofer IGB)
Elektronikschrott wie Leiterplatten enthält wertvolle Metalle.
(Bild: Fraunhofer IGB)

Weltweit fallen jährlich Millionen Tonnen Elektroschrott an. Alte Smartphones, Laptops und andere Elektronikgeräte enthalten wertvolle Metalle wie Palladium und Neodym – Rohstoffe, die für die Herstellung moderner Technologien, Elektromotoren und Windkraftanlagen unverzichtbar sind. Bislang wird jedoch nur ein Bruchteil dieser Metalle recycelt. Die Machbarkeitsstudie RüBioM des Fraunhofer IGB in Stuttgart zeigte, dass biologische Verfahren hier eine vielversprechende Alternative bieten.

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Bioleaching: Mikroorganismen lösen wertvolle Metalle

Im Mittelpunkt des Verfahrens steht das sogenannte Bioleaching: Mikroorganismen wie Pseudomonas aeruginosa werden auf zerkleinerten Elektroschrott angesetzt. Sie produzieren Säuren und andere Verbindungen, die Metalle gezielt aus dem Material herauslösen. Die dabei entstehende metallhaltige Lösung wird anschließend mithilfe von Mikroalgen aufbereitet – die Algen nehmen die Metallionen durch Biosorption auf und wirken dabei wie biologische Schwämme.
„Die Ergebnisse der Machbarkeitsstudie sind ermutigend“, fasst Projektleiter Dr. Lukas Kriem zusammen. „Zunächst haben wir uns mit Palladium beschäftigt und sowohl Bioleaching als auch Biosorption untersucht. Beim Bioleaching war die Freisetzungsrate mehr als 13 Prozent höher als bei vergleichbaren chemischen Methoden. Mithilfe der Biosorption konnten wir sogar über 30 Prozent des gelösten Palladiums entfernen.“
Auch das Bioleaching von Neodym unter Zuhilfenahme verschiedener Mikroorganismen wurde unter die Lupe genommen. „Hier sehen wir ebenfalls positive erste Ansätze, allerdings können diese – noch – nicht mit chemischen Verfahren mithalten“, so Kriem weiter.Darüber hinaus wurden diese Verfahren in einem Festbettreaktor im größeren Maßstab erprobt. Trotz technischer Herausforderungen wie Biofilmbildung und ungleichmäßiger Durchströmung konnte Palladium erfolgreich mobilisiert werden – ein wichtiger Schritt in Richtung industrieller Skalierbarkeit.

Manchmal liegt der Schatz nicht tief unter der Erde, sondern direkt in unserer Schublade.

Dr. Lukas Kriem

Das biologische Verfahren bietet gegenüber konventionellen Methoden entscheidende Vorteile: Es kommt ohne giftige Chemikalien aus, läuft bei niedrigen Temperaturen ab und ermöglicht eine selektive Metallrückgewinnung. Damit leistet Biomining einen wichtigen Beitrag zur Kreislaufwirtschaft und kann die Abhängigkeit Europas von Metallimporten aus geopolitisch sensiblen Regionen reduzieren – ein Aspekt, dessen Bedeutung durch Lieferkettenunterbrechungen der vergangenen Jahre deutlich geworden ist. „Manchmal liegt der Schatz nicht tief unter der Erde, sondern direkt in unserer Schublade“, resümiert Kriem.

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