Nachhaltiges, biologisches Recycling von Seltenen Erden

Seltene Erden finden sich vor allem in elektronischen Geräten, Computerchips, Bildschirmen, Energiesparlampen oder auch in Smartphones. Obwohl diese Seltenen Erden so rar sind, steigt der Bedarf stetig an. In einem an der IMC FH Krems geleiteten Forschungsprojekt wird an einer nachhaltigen und biologischen Wiedergewinnung von umweltbedenklichen Stoffen (Rare Earth Elements oder Seltene Erden) aus Elektronikabfall und Abwässern geforscht. Durch die bislang neue Technologie sollen Seltene Erden ganz ohne Umweltschäden mithilfe von Bakterien und Algen aus Elektronikschrott recycelt werden.

Projektleiter Dominik Schild forscht mit seinen Projektpartnern an einer nachhaltigen und biologischen Wiedergewinnung von umweltbedenklichen Stoffen aus Elektronikabfall und Abwässern. Durch die bislang neue Technologie sollen Seltene Erden ganz ohne Umweltschäden mithilfe von Bakterien und Algen aus Elektronikschrott recycelt werden.

Grenzüberschreitende Forschung

Angesichts fortschreitender Umweltschäden und des Klimawandels sind umweltfreundliche, CO2-neutrale Technologien in der Industrie gefragter denn je. Seltene Erden ohne umweltbedenkliche Abfälle zu recyclen, ist das Forschungsziel des Projektes REEgain, das derzeit grenzübergreifend von österreichischen und tschechischen Forscherinnen und Forschern umgesetzt wird. Das vierjährige Forschungsvorhaben wird durch eine Förderung der EU im Rahmen des Programms „Interreg Österreich – Tschechische Republik“ (Interreg VA AT-CZ) aus dem „Europäischen Fonds für regionale Entwicklung“(EFRE) ermöglicht.

Bio-Recycling

Das REEgain Projekt setzt im Gegensatz zu harten Chemiekeulen auf lebendige Organismen, um Reststoffe zu verwerten. „Dieser biologische Weg des Recyclings beruht auf der Fähigkeit von Mikroorganismen, Seltene Erden aus ihrer Umgebung aufzunehmen. Hierzu wird der Elektronikschrott ausgelöst und diese wässrige Lösung der Fermentation von Bakterien, Pilzen oder Algen zugefügt. Diese können die Seltenen Erden nun aufnehmen, während sie zu großer Zelldichte heranwachsen. Danach wird die so gewonnene Biomasse fraktioniert, das heißt die Zellen werden aufgebrochen und die erhaltenen Bruchstücke und Zellinhalte aufgetrennt“, so Projektleiter Dominik Schild. Die komplexen Aufgaben wurden unter den Projektpartnern aufgeteilt. Am Projekt sind die IMC FH Krems, die Tschechische Akademie der Wissenschaften in Třeboň, die Donau-Universität Krems und die Karl Landsteiner Privatuniversität beteiligt.

Nachhaltig bis zu den Rückständen

Bei der Wiedergewinnung wird auch auf spezielle Fermentationsmethoden wie Co-Kultivierung von Organismen gesetzt. Das bedeutet, dass nicht wie sonst üblich nur einzelne Organismen zum Recycling eingesetzt werden, sondern Kombinationen, die durch ihre gemeinsamen Fähigkeiten Vorteile bringen. „Vergleichen kann man diesen Prozess mit einer Symbiose in der Natur. Wir züchten die Organismen mit dem Ziel, am Ende nicht nur einen Organismus zu haben, sondern mehrere, die gemeinschaftlich wachsen. Genau dieses Potenzial nutzen wir für unsere neue Technologie, deren großer Vorteil ist, dass sie umweltfreundlich und nachhaltig ist und dadurch die Chance auf einen günstigen CO2-Fußabdruck bietet. Da als Rückstand nur biologisches Material bleibt, das verrotten kann, und die eingesetzten Organismen nicht gentechnisch verändert sind, kann es sogar als Dünger oder Tierfutterzusatz verwendet werden“, erklärt Schild.

Unternehmerischer Input

Um sicherzustellen, dass die regionale Wirtschaft von den wissenschaftlichen Erkenntnissen in der Praxis profitiert, sind lokale Unternehmen aus dem Feld Abfallwirtschaft und Recycling in das Projekt eingebunden. Sie liefern nicht nur den Elektronikschrott, sondern bestimmen auch die Formulierung der Forschungsfragen mit.

Über Dominik Schild

Prof.(FH) DI Dominik Schild ist in Krems aufgewachsen und zur Schule gegangen. Nach dem Studium der Technischen Chemie an der TU Wien hat er für Boehringer Ingelheim in Wien als Prozessingenieur für Fermentation gearbeitet. Seit 2007 ist er an der IMC FH Krems als Professor im Department Life Science im Bereich Bioprocess Engineering beschäftigt. In diesen Bereich fallen Umweltprojekte wie REEgain, aber auch die Kooperation mit dem Roten Kreuz Österreich, in der therapeutische Proteine für Bluttests produziert werden.