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Phytomining: Forscher gewinnen seltene Erden und Metalle aus Pflanzen

Durch sogenanntes Phytomining arbeiten Forscher bereits mit Hochtouren an einem neuen Prozess, der Deutschland in absehbarer Zeit unabhängig vom Import seltener Erden und wertvoller Metalle wie Germanium machen könnte. Was zunächst ein wenig verrückt und unglaubwürdig klingt, ist in der Tat bereits gelungen und keine Utopie mehr. Mit Hilfe von Pflanzen wie Mais und Hirse sollen die seltenen Erden und Metalle in Zukunft gewonnen werden.

Mais Labyrinth

Mais für die Gewinnung seltener Erden und Metalle

Phytomining fördert grünes Metall

Bisher werden seltene Metalle und auch Erden nach wie vor teilweise aus riesigen, schon arg ausgebeuteten, Mienen gefördert und förmlich mit mächtigen Bagger-Schaufeln aus dem Boden gekratzt. Immer wieder wird die Förderung aus illegalen Minen aufgedeckt und sorgt somit für Bauchschmerzen beim Kauf moderner Smartphones, Wearables und Co. Damit könnte schon bald Schluss sein. Forscher um den Geoökologen Oliver Wiche sind davon überzeugt, dass der Bedarf an Germanium mittels modernem Phytomining (Pflanzen-Ernte) durchaus gedeckt werden könne. Das Metall setzt sich dabei hauptsächlich in den Wurzeln und den Stilen der Pflanzen ab. Die Früchte, wie etwa die Maiskörner sind für Pflanzenfresser nach wie vor genießbar.

Optimierte Energiepflanzen speichern genauso viel Germanium wie der klassische Bergbau fördert

Das Bundesforschungsministerium fördert Phytomining in Deutschland mit 1,2 Millionen Euro. Die Geo-Experten versprechen ein lohnenswertes Investment, das vor allem mehr Unabhängigkeit und weniger Ausbeutung in Aussicht stellt. Erste Feldversuche mit den modifizierten Pflanzen verliefen vielversprechend. Wiche arbeitet zusammen mit seinen Kollegen daran die Menge der begehrten Metalle zu erhöhen und somit auch einen Anreiz für weitere Investoren zu schaffen. Aufgrund der aktuell ziemlich niedrigen Rohstoffpreise lohne sich die Gewinnung der grünen Metalle wirtschaftlich kaum. Gelingt es jedoch den Anteil von zwei auf sechs bis zehn Milligramm Germanium und seltene Erden zu steigern, wären die Energiepflanzen aus Deutschland in der Lage genauso viel zu fördern, wie der klassische Germanium-Bergbau in China aktuell hergibt. In der Folge gilt es den Angaben der Forscher nach die besten Mischkulturen heraus zu finden. Als Favoriten gelten bislang Schilf und Hirse, sowie Mais als auch Lupinen und Hafer.

Wie funktioniert Phytomining genau?

Das Prinzip des Phytomining ist recht einfach und bei versierten Experten kein Neuland mehr. So reichern Pflanzen schon immer während des Wachstums in den unterschiedlichen Bereichen verschiedene Elemente an, die über die Wurzeln aus dem Boden gewonnen werden. Priorität hat dabei zunächst die Förderung Lebenswichtiger Stoffe wie Kalzium und Silizium. Pflanzen nehmen allerdings was sie können um zu überleben. Dabei kommt es dann auch zur Aufnahme chemisch ähnlicher Elemente, wie Germanium was eine enge Verwandtschaft mit Silizium aufweist. Seltene Erden und Lanthanoide gleichen Kalzium vom chemischen Aufbau her stark. Auf diese Verwechslungen, die natürlicherweise passieren, bauen die Geologen und Forscher um in Zukunft die seltenen Stoffe zu gewinnen.

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Was bedeutet Phytomining für die Zukunft?

Die seltenen Erden und auch Metalle werden in Zukunft nach wie vor wichtige Schlüsselrollen einnehmen. So steigt der Bedarf an Germanium, das künftig als Rohstoff für leistungsstarke Computerchips Verwendung findet. Seltene Erden kommen bei der Produktion von Magneten und Leuchtmitteln zum Einsatz und sind auch in modernen Katalysatoren nach wie vor präsent. Als Legierungen tauchen seltene Erden auch immer wieder im Zusammenhang mit der Produktion von Smartphones auf. Zudem kommt Germanium bei der Produktion von Akkus, Prozessoren und Displays zum Einsatz. Bisher importieren deutsche Hersteller die wertvollen Metalle und seltenen Erden aus China. Dort werden die kostbaren Rohstoffe nach wie vor über den konventionellen Bergbau aus der Erde gewonnen. Die Deutsche Rohstoffagentur hat bereits prognostiziert, dass die Preise für seltenen Erden und Germanium in Zukunft stark angehoben werden und nach wie vor ein großes Abhängigkeitsverhältnis von China vorherrscht. Mit Hilfe der Förderung der Forschungen von Phytomining versprechen sich die Forscher viel. Zusammen mit Studenten und Kollegen hat der Biowissenschaftler Oliver Wiche von der Technischen Universität Bergakademie Freiberg in Uni-Nähe einen 1000 Quadratmeter großen Versuchsacker angelegt. Dort werden 30 einheimische Acker- und Energiepflanzen angebaut. Bislang fanden schon drei Ernten statt. Vor allem Schilf und Hirse erweisen sich als ziemlich Wertstoff-hungrig. Hier konnten bereits pro Kilogramm Trockenmasse vier Milligramm des Metalls Germanium extrahiert werden.

Die Forscher haben noch ein wenig Arbeit vor sich. Bisher ist das Extrahierungsverfahren noch etwas tückisch und kann im Großen noch nicht realisiert werden. Hier gilt es die chemischen Prozesse anzupassen. Darüber hinaus wird daran gearbeitet die Ausbeute zu erhöhen um einen wirtschaftlichen Anreiz zu geben. Es wird eine Ausbeute von sechs bis zehn Milligramm des Metalls forciert. Das ist den Experten nach durchaus realisierbar.

Weiterverwertung nach der Extrahierung der wichtigen Rohstoffe

Um mit der Effizienz des Bergbaus mithalten zu können und die Bilanz zu dominieren, gilt es weitere Schritte zu initiieren. So lohnt sich das Ganze nur, wenn die Energiepflanzen nach der Filtration der Metalle und seltenen Erden auch in Biogasanlagen weiterverwertet werden. Die Verbrennung von Mais eignet sich dabei Bestens für die Gewinnung von grünem Strom und Wärme. Aus der verbrannten Asche ließen sich in der Folge weitere Metalle noch gewinnen. Die Zukunft stellt also einen effizienten Mix aus Phytomining und der Gewinnung grüner Energie dar.

Quelle: Heise Online

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3 Kommentare

  1. Wäre Mais keine Nahrungsplanze, und steht somit zurecht in der Kretik als reine Energieplanze genutzt zu werden, wäre das ne gute Möglichkeit.

  2. Viel besser als Tagebau, meine ich.

  3. Michael Kammler

    @Mahee so sehe ich das auch. Dennoch stammen die Erden und Metalle nicht von den Pflanzen selbst, sondern nach wie vor aus dem Boden. Als umweltschonedere Alternative zum Bergbau ist das Phytomining auf jeden Fall eine bessere Sache

    @David in der Tat Mais steht als Energiepflanze in der Kritik. Den Analysen zufolge ist Mais allerdings auch nicht am besten geeignet für Phytomining. Von der Ausbeute her ist Mais mit unter 2 Milligramm am „ungeeignetsten“. Es wird wohl dann doch eher in Richtung Schilf gehen.

    Liebe Grüße und vielen Dank für die Kommentierungen

    Micha

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