Germaniumgewinnung aus Biomasse

Das Hochtechnologiemetall Germanium, das zum Beispiel in Glasfaserkabeln und der Infrarottechnik seine Anwendung findet, kommt nur in sehr geringer Konzentration in der Erdkruste vor und wird bei der Bergwerksförderung ausschließlich als Nebenprodukt gewonnen. Da die Raffinadeproduktion zudem von wenigen Ländern dominiert wird, ist Germanium in Hinblick auf die Versorgungssicherheit als kritischer Rohstoff eingestuft.

Um die Verfügbarkeit von Germanium zu erhöhen, untersucht das r³-Verbundprojekt PhytoGerm, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert wird, die Möglichkeit des „Phytominings“. Hierbei akkumulieren Pflanzen Germanium aus den Böden und reichern es in der Biomasse an. Neben Energiegräsern zeigt beispielsweise die Gurkenpflanze, bei gleichzeitiger Behandlung der Böden mit einer schwachen organischen Säure, eine überdurchschnittliche Anreicherung an Germanium. Eine negative Umwelteinwirkung durch die verwendete Zitronensäure, etwa die Lösung von Schadstoffen, wurde nicht beobachtet.

Um das im Erntegut akkumulierte Germanium zu gewinnen, wird ein Extraktionsverfahren für Gärreste der Biogasproduktion aus Biomasse, für Reste der Biogasproduktion aus Gülle sowie für Aschen und Rauchgase der thermisch verwerteten Biomasse entwickelt. Bevor diese Reststoffe wieder aufs Feld ausgebracht werden, wird Germanium aus der flüssigen Phase nach mikrobiellem Aufschluss der Festbestandteile abgetrennt. Bei Nutzung aller Energiegräser wäre in Deutschland eine Gewinnung von mindestens 1,4 t Germanium pro Jahr möglich, was rund 1 % der jährlichen Weltproduktion und 5 % des jährlichen Germaniumverbrauchs in Deutschland entspricht.