Die Industrie ist dringend auf Seltene Erden angewiesen. Doch in Europa werden diese bislang nicht produziert – und die Abhängigkeit von China ist gewaltig. Umso wichtiger wären effiziente Recyclingmethoden. Bislang allerdings wird nur ein verschwindend geringer Prozentsatz der Seltenerdmetalle zurückgewonnen. Könnte ein neues, von Forschenden der ETH Zürich entwickeltes Verfahren den Durchbruch bringen?
Zurück in die Steinzeit
Auch wenn wir uns dieser Tatsache in den seltensten Fällen bewusst sind: Unser technologischer Alltag ist geradezu durchdrungen von Seltenen Erden. Ohne sie funktioniert kein Smartphone, dreht sich kein Windrad, fährt kein Elektroauto. Oder kurz: Würde die Versorgung der Industrie mit Seltenen Erden gekippt, würde die Menschheit über kurz oder lang wohl in die technologische Steinzeit zurückfallen. Denn einen tragfähigen Ersatz für die – oft gar nicht mal so seltenen, aber umso schwieriger zu gewinnenden – Rohstoffe gibt es derzeit nicht. Angesichts des global steigenden Bedarfs (Experten rechnen mit einer Vervielfachung in den kommenden Jahren) und der herausfordernden Versorgungslage (China kontrolliert große Teile der Förderung und Verarbeitung) wäre ein Recycling der „kritischen Rohstoffe“ umso wichtiger. Doch bisherige Verfahren zur Rückgewinnung Seltener Erden sind aufwendig und teuer – und werden daher nur selten durchgeführt. Ein Lichtblick bieten nun Forschende der ETH Zürich.
Neue Methode: Forschungsteam gelingt einfache Rückgewinnung von Europium
Um Seltene Erden zurückzugewinnen, ist bislang ein aufwendiges Trennverfahren erforderlich, das hunderter Einzelschritte bedarf. Auch aus diesem Grund kommen Recycling-Methoden bislang kaum zum Einsatz. Ein Forschungsteam der ETH Zürich hat nun allerdings ein deutlich einfacheres Verfahren entwickelt. Der Schlüssel: kleine anorganische Moleküle mit vier Schwefelatomen (sogenannte „Tetrathiometallate“), die in Enzymen als Bindungsstelle für Metalle vorkommen. Wie die Forschenden zeigten, lassen sich Seltene Erden mit Hilfe der bereits patentierten Technologie ungleich einfacher und in viel größeren Mengen als bisher zurückgewinnen.
Konkret gelang es dem Forschungsteam mit Hilfe der neu entwickelten Methode, das vergleichsweise teure Europium zurückzugewinnen. Letzteres wurde vor einiger Zeit vor allem in energiesparenden Leuchtstofflampen eingesetzt, die nun Schritt für Schritt ausgemustert werden. Gut möglich also, dass der Schatz, der tief in den alten Lampen schlummert, doch noch geborgen werden kann.
Aktuell arbeiten die Forschenden daran, ihr Verfahren auch auf weitere Seltenerdmetalle auszuweiten.
Investment in kritische Rohstoffe
Fortschritte beim Recycling von Seltenen Erden sind gute Nachrichten – insbesondere für Europa, das bis dato extrem abhängig von der Seltenerdversorgung aus China ist. Zur Wahrheit gehört allerdings auch: Ob sich entsprechende Methoden in der Praxis bewähren, muss sich noch zeigen. Und bis es die Verfahren zur Marktreife bringen, dürfte noch einige Zeit vergehen. So oder so: Der erwartete Nachfrageboom an Seltenen Erden in den kommenden Jahren wird sich nicht allein durch Recycling decken lassen. Bei weitem nicht. Insbesondere die hohe Abhängigkeit Europas von Importen aus China bereitet Politik und Wirtschaft daher zurecht Kopfzerbrechen.
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