Viren binden Seltenerdmetalle aus Elektronikschrott

Kategorie(n): Elektrotechnik, Werkstoffe, Verfahrenstechnik | Lebenswegphase(n): Recycling

Metalle der Seltenen Erden sind begehrte Rohstoffe und wichtig für Technologien wie LED, Batterien oder Dauermagnete in Motoren. Zum größten Teil werden sie in China gewonnen, das die Weltmarktpreise über Ausfuhrbeschränkungen steuert. Für die Industrie im Rest der Welt ist Recycling also eine wichtige Rohstoffquelle. Zusätzlich zu den bekannten physiko-chemischen Rückgewinnungsverfahren arbeiten am Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) Mitarbeiter an Methoden, Seltenerdmetalle durch veränderte Viren aus Elektronikschrott zu gewinnen.

Basis für diese Arbeiten sind Bakteriophagen, die Bakterien als Wirtszellen haben. Werden sie mit kurzen Proteinstücken aus 8 bis 16 einzelnen Aminosäuren ergänzt, bilden sich spezifische Bindungstaschen für Schwermetalle aller Art aus, und damit auch für seltene Erden. Das grundlegende Verfahren ist als Phagen-Display in der Biochemie bekannt geworden und wurde 2018 mit dem Nobelpreis für Chemie ausgezeichnet. Mit der Dresdner Weiterentwicklung lassen sich Verbindungen seltener Erden wie Lanthan, Cer und Terbium zum Beispiel aus Energiesparlampen gewinnen. Erst wird das Leuchtpulver chemisch so aufbereitet, dass es sich in Wasser löst. Dann kommen Phagen mit einer passenden Oberflächenstruktur dazu. Weil sie zuvor an magnetische Kügelchen geheftet werden, lassen sie sich mit einem Magneten abtrennen. Entscheidend ist aber, dass Seltene Erden mit ihrer spezifischen Größe am Protein gebunden werden, während andere Schwer- oder Leichtmetalle in der Lösung bleiben. Nach weiteren Aufarbeitungsschritten entstehen hochreine Metalle.


Quelle(n):

Ingenieur.de

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