Forschungsprojekt in den USA zielt auf neue, an natürlichen Prozessen orientierte Produktionsverfahren für Seltene Erden ab.
Seltene Erden sind wichtige Rohstoffe für zahlreiche Schlüsseltechnologien. Doch während die Nachfrage steigt, ist die Verfügbarkeit begrenzt, da sich die Produktion stark auf China konzentriert. Um die Importabhängigkeit zu reduzieren, werden weltweit neue Gewinnungsverfahren entwickelt, etwa mithilfe von Proteinen aus Mikroorganismen. Diese Eiweiße können selektiv Metallionen – wie von Neodym – binden und wieder freisetzen. Dahinter stehen biologische Mechanismen: Mikroben bilden solche Proteine, um bestimmte Elemente in ihrer Umgebung für ihren Stoffwechsel zu nutzen. Hier eröffnet sich also ein weitgehend ungenutztes Reservoir für die Gewinnung kritischer Mineralien.
Genau da setzt ein gemeinsames Projekt des National Laboratory of the Rockies und des Pacific Northwest National Laboratory an, die beide zum Forschungsnetzwerk des US-Energieministeriums gehören. Von diesem wird das Vorhaben mit zwei Millionen US-Dollar gefördert. Zunächst soll mithilfe von maschinellem Lernen, einer Form der Künstlichen Intelligenz, ein Tool entwickelt werden. Dieses dient der Lokalisierung von Regionen in den USA, in denen Mikroorganismen vorkommen, die sich zur Gewinnung Seltener Erden eignen könnten. Grundlage dafür sind geologische, genetische und Umwelt-Daten, etwa zur Bodenchemie und zum Niederschlag. Die dabei erfassten Mikroorganismen und ihre Proteine wollen die Forscher anschließend in einem Atlas katalogisieren.
Anschließend sollen konkrete Verfahren entwickelt werden, die dieses neue Wissen in die Praxis umsetzen. Die identifizierten Proteine sollen dabei in sogenannte Bioseparationssysteme integriert werden, um Seltene Erden effizient aus heimischen Stoffströmen wie Elektroschrott oder Bergbau-Rückständen zu extrahieren. Ziel ist es, langfristig eine nachhaltigere und unabhängiger aufgestellte Versorgung mit diesen kritischen Rohstoffen zu erreichen.
Photo: via Canva
