Hungrige Recycling-Winzlinge Ein übler Krankenhauskeim recycelt Elektroschrott

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Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Biover- fahrenstechnik (IGB)

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Das Bakterium Pseudomonas aeruginosa kennt man vor allem als äußerst resistenten Keim, der Atemwegs- und Harnwegsinfektionen hervorruft. Forscher nutzen ihn nun für erfreulichere Tätigkeiten ...

Weltweit fallen jährlich Millionen Tonnen Elektroschrott an, heißt es vom Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik (IGB). Dieser stammt von alten Smartphones, Laptops und anderen Elektronikgeräten. Doch er enthält auch wertvolle seltene Elemente, wie Palladium und Neodym. Bisher wird außerdem nur ein Bruchteil dieser Metalle recycelt, wie es weiter heißt. Im Rahmen der Machbarkeitsstudie „RüBioM“ konnten die Stuttgarter Forscher zeigen, dass biologische Verfahren in diesem Sinn eine vielversprechende Alternative zu anderen Recyclingmethoden bieten können. Im Mittelpunkt des Verfahrens steht das sogenannte Bioleaching. Das bezeichnet Prozesse, in denen Mikroorganismen wie eben Pseudomonas aeruginosa auf zerkleinerten Elektroschrott angesetzt werden. Die Bakterien produzieren nämlich Säuren und andere Verbindungen, die Metalle gezielt aus dem Material herauslösen, erklären die IGB-Experten. Dabei entsteht eine Lösung, die die Metalle enthält. Sie kann anschließend mithilfe von Mikroalgen aufbereitet werden. Die Algen nehmen die Metallionen durch sogenannte Biosorption auf und wirken dabei wie biologische Schwämme.

Vielversprechende Ergebnisse beim Biomining

Die Ergebnisse der Machbarkeitsstudie seien durchaus ermutigend! Zunächst haben man sich mit dem Rohstoff Palladium beschäftigt und sowohl das Bioleaching als auch die Biosorption dabei untersucht. Beim Bioleaching lag die Freisetzungsrate bei über 13 Prozent – höher also, als bei vergleichbaren chemischen Methoden. Und mithilfe der Biosorption konnten die Stuttgarter sogar über 30 Prozent des gelösten Palladiums entfernen. Auch das Bioleaching von Neodym durch verschiedene Mikroorganismen wurde unter die Lupe genommen. „Dabei sehen wir ebenfalls positive erste Ansätze. Allerdings können diese (noch) nicht mit chemischen Verfahren mithalten, muss Dr. Lukas Kriem, der Projektleiter, zugeben. Darüber hinaus wurden diese Verfahren in einem Festbettreaktor auch schon in größerem Maßstab erprobt, wie es weiter heißt. Trotz technischer Herausforderungen wie Biofilmbildung und ungleichmäßiger Durchströmung konnte so Palladium erfolgreich mobilisiert werden, was als wichtiger Schritt in Richtung industrieller Skalierbarkeit gilt. Das Ganze nennt sich dann Biomining.

Biologisches Recyceln bringt gewisse Vorteile

Das biologische Verfahren biete im Vergleich zu konventionellen Recyclingmethoden für diese Elemente entscheidende Vorteile. Denn es kommt zum Beispiel ohne giftige Chemikalien aus, klappt schon bei relativ niedrigen Temperaturen und ermöglicht nicht zuletzt die selektive Rückgewinnung der wertvollen Metalle. Damit leiste das Biomining einen wichtigen Beitrag zur Kreislaufwirtschaft und könne die Abhängigkeit Europas von Metallimporten aus geopolitisch sensiblen Regionen reduzieren. Das ist eine Chance, deren Bedeutung durch die Lieferkettenunterbrechungen der vergangenen Jahre nicht zu verachten ist. Die Vision der Forscher ist es nun, eine dezentrale Recyclinginfrastruktur auf die Beine zu stellen, in der Mikroben und Algen lokal wertvolle Rohstoffe aus Altgeräten zurückgewinnen und direkt in die Produktion neuer Geräte einspeisen. Um das erreichen zu können, sind weitere Optimierungen der Kultivierungsbedingungen sowie eine wirtschaftliche Bewertung der Prozesse notwendig. Wie es auch kommen mag, die Grundlagen sind jedoch gelegt.

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