US-Forschungsprojekt soll kritische Rohstoffe aus belasteten Gewässern in Colorado extrahieren und so zugleich den Umweltschutz verbessern.
Seltene Erden sind essentielle Rohstoffe für zahlreiche Technologien. Dem steigenden Bedarf steht jedoch eine zunehmend eingeschränkte Verfügbarkeit entgegen. Rund um die Welt sucht die Wissenschaft daher nach neuen Quellen und Arten der Gewinnung wie Algen, Bakterien und Proteine oder ausrangierte Energiesparlampen.
Auch Gebirgsbäche in den USA könnten künftig zu einer unabhängigeren Rohstoffversorgung beitragen, speziell bestimmte Gewässer im Bundesstaat Colorado. Entlang des sogenannten Mineralgürtels lösen saure Wasserläufe Metalle aus dem Grundgestein heraus. Teilweise geht die Verunreinigung auf alte Bergbaustandorte zurück, teilweise handelt es sich um einen natürlichen Vorgang. Der Klimawandel verstärkt diese Prozesse noch.
Jahrelange Forschungen unter Leitung der University of Colorado (CU) widmeten sich der Untersuchung des Phänomens. Dabei wurden – nach eigenen Angaben „durch Zufall“ – auch ungewöhnlich hohe Konzentrationen Seltener Erden in den Gewässern entdeckt.
US-Regierung fördert Gewinnung Seltener Erden aus verunreinigten Gebirgsbächen
Im Rahmen eines neuen Projekts, das vom US-Energieministerium mit 2,8 Millionen US-Dollar gefördert wird, soll nun eine Methode für die Gewinnung dieser Ressourcen entwickelt werden. Vorgesehen ist eine Extraktion auf molekularer Ebene mithilfe ionengeprägter Polymere, die aus Nebenprodukten der Meeresfrüchteverarbeitung hergestellt werden. Die Polymere funktionieren wie Puzzleteile: Sie binden gezielt Seltene Erden, während andere Moleküle nicht mit ihnen reagieren und anschließend aus dem Wasser herausgefiltert werden können, erklären die beteiligten Forscher. Künstliche Intelligenz soll die Selektivität des Materials und die Trennung der einzelnen Seltenerdelemente voneinander weiter verbessern. Parallel werden potenzielle Standorte für die Gewinnung identifiziert.
Das geplante Verfahren soll nicht nur neue Rohstoffquellen erschließen, sondern zugleich die Wasserqualität verbessern und die Risiken eindämmen, die von der Metallbelastung für Ökosysteme und die regionale Wasserversorgung ausgehen. Solche Maßnahmen seien in der Regel sehr kostspielig, erklärt Diane McKnight, Professorin für Umwelt- und Wasserforschung an der CU. Wenn dabei zugleich ein wertvoller Rohstoff zurückgewonnen werden könne, verändere das die Ausgangslage grundlegend.
Mehr zu kritischen Rohstoffen im Abwasser: Im Zuge der steigenden Nachfrage in Sektoren wie Erneuerbare Energien und Militär rücken Abwässer als Rohstoffquelle in den Fokus. Entsprechende Projekte erhalten oftmals staatliche Zuschüsse oder werden von Bergbauunternehmen unterstützt.
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