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Faszination Technik Wie Molke Elektroschrott Gold entzieht

Quelle: ETH Zürich 2 min Lesedauer

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In unserer Rubrik „Faszination Technik“ stellen wir Konstrukteuren jede Woche beeindruckende Projekte aus Forschung und Entwicklung vor. Heute: wie Forschende mit einer nachhaltigen Methode Gold aus Elektroschrott gewinnen.

(Bild: ETH Zürich - Alan Kovacevic)
(Bild: ETH Zürich - Alan Kovacevic)

Elektroschrott enthält verschiedene wertvolle Metalle, darunter Kupfer, Kobalt und auch relevante Mengen an Gold. Dieses aus ausgedienten Smartphones und Computern zurückzugewinnen, ist wegen der steigenden Nachfrage nach dem Edelmetall von großem Interesse. Bisherige Verfahren zur Rückgewinnung sind allerdings energieintensiv und benötigen oft hochgiftige Chemikalien. Die Gruppe von ETH-Professor Mezzenga präsentiert nun eine sehr effiziente, kostengünstige und vor allem viel nachhaltigere Methode: Mit einem Schwamm aus einem Proteingeflecht ist es ihr gelungen, Gold aus Elektroschrott herauszufischen.

Am besten gefällt mir, dass wir ein Nebenprodukt der Lebensmittelindustrie verwenden, um Gold aus Elektroschrott zu gewinnen. Man kann also sagen, dass die Methode zwei Abfallstoffe zu Gold veredelt. Viel nachhaltiger geht es nicht.

ETH-Professor Mezzenga

Selektive Gold-Aufnahme aus alten Computern

  • Für die Herstellung des Schwammes nutzten Mohammad Peydayesh, Oberassistent in Mezzengas Gruppe, und seine Kollegen Molkenproteine. Diese denaturierten sie bei großer Hitze und mit Säure, sodass sie in einem Gel zu Protein-​Nanofasern aggregierten. Dieses Gel trockneten die Wissenschaftler, wodurch ein Schwamm aus diesen Proteinfasern entstand.
  • Um im Laborversuch Gold zurückzugewinnen, nahmen die Forschenden die Elektronikleiterplatten von 20 alten Computern und entfernten die Metallteile. Diese lösten sie in einem Säurebad auf, sodass die Metalle darin als Ionen vorlagen.
  • Legten die Forschenden den Proteinfaserschwamm in die Metallionen-​Lösung, lagerten sich die Gold-Ionen an die Proteinfasern an. Auch andere Metall-Ionen können sich an die Fasern anlagern, Gold-Ionen lagern sich jedoch viel effizienter an.
  • In einem nächsten Schritt erhitzten die Forschenden den Schwamm. Dadurch kristallisierten die Gold-Ionen zu Flocken, die die Wissenschaftler schließlich zu einem Goldnugget einschmelzen konnten. So erhielten sie aus den 20 Computer-Leiterplatten ein rund 450 Milligramm schweres Nugget mit einem Anteil von 91 Prozent Gold an der Gesamtmasse (der Rest ist Kupfer), was knapp 22 Karat entspricht.

Wirtschaftlich rentabler Prozess

Die neue Technologie ist wirtschaftlich, wie Mezzenga vorrechnet: Die Kosten für die Beschaffung der Ausgangsmaterialien und die Energiekosten des ganzen Prozesses sind zusammen 50-mal geringer als der Wert des Goldes, das zurückgewonnen werden kann.

Als Nächstes wollen die Forschenden die Technologie zur Marktreife entwickeln. Auch wenn Elektroschrott das vielversprechendste Ausgangsprodukt ist, aus dem sie Gold schürfen möchten, gibt es noch weitere mögliche Quellen. Dazu gehören zum Beispiel Industrieabfälle aus der Mikrochip-Herstellung oder von Vergoldungen. Außerdem wollen die Wissenschaftler untersuchen, ob sie die Proteinfaserschwämme auch aus anderen proteinhaltigen Neben- oder Abfallprodukten der Lebensmittelindustrie herstellen können.

Literaturhinweis

Peydayesh M, Boschi E, Donat F, Mezzenga R: Gold Recovery from E-​Waste by Food-​Waste Amyloid Aerogels. Advanced Materials 2024, 2310642, doi: 10.1002/adma.202310642

(ID:50004421)

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