Europa setzt auf Recycling, um Rohstoffe zu sichern
Die Gewinnung von Gold, Silber und anderen Rohstoffen aus weggeworfenen Waren hat industrielle, geopolitische und ökologische Vorteile für die EU.
Dr. John Bediako ist sein ganzes Leben lang um den Globus gereist. In Ghana geboren und aufgewachsen, hat er in Südkorea promoviert und arbeitet nun in Finnland an einer wichtigen Herausforderung für Europa: der Wiederverwendung von Elektroschrott.
„Das ist ein heißes Thema“, sagte Bediako, der als Forscher an der Fakultät für Ingenieurwissenschaften der Technischen Universität Lappeenranta-Lahti tätig ist. „Wir könnten die Umwelt säubern und gleichzeitig unsere Wirtschaft ankurbeln. Das fasziniert mich.“
Extraktion als Herausforderung
Die europäische High-Tech-Wirtschaft basiert auf Rohstoffen wie Kobalt, Platin, Palladium und Gold, die in allen möglichen Dingen vorkommen, von Mobiltelefonen bis hin zu Solarzellen. Doch diese Materialien werden oft an weit von Europa entfernten Orten und auf eine Weise abgebaut, die der Umwelt schadet.
China liefert beispielsweise 97 % des Magnesiums der EU, das in Metallprodukten verwendet wird, die stark, aber leicht sein müssen, wie Fahrräder, Leitern und Laptops. China ist auch die Quelle für die seltenen Erden, die in Magneten verwendet werden: ein wesentlicher Bestandteil von Elektroautos und Windturbinen.
Eine Antwort für Europa besteht darin, kritische Rohstoffe zu recyceln, solange sie aus den weggeworfenen Produkten extrahiert werden können. Aber das ist leichter gesagt als getan. Bestimmte Stoffe sind in so geringen Mengen vorhanden, dass es schwierig ist, sie zu entfernen. Oder die Behandlungsverfahren erlauben oft keine vollständige Entfernung. Wissenschaftler wie Bediako finden neue Wege, um Müllberge in regelrechte Goldminen zu verwandeln.
Geopolitisches Ziel
Neben den Vorteilen für die Umwelt würde ein Erfolg an dieser Front auch die geopolitische Position der EU stärken, indem sie weniger von importierten Rohstoffen abhängig ist, die auch aus Russland, der Demokratischen Republik Kongo und anderen Ländern stammen.
„Europa fehlt es an vielen Edelmetallen“, sagt Dr. Elisabet Andrés García, Projektleiterin bei TECNALIA, einem privaten Zentrum für angewandte Forschung und technologische Entwicklung in San Sebastián, Spanien. „Der beste Weg, um zu verhindern, dass Europas Fortschritt von externen Ländern abhängt, ist das Recycling.“
Die russische Invasion der Ukraine im Jahr 2022 führte zu einem Anstieg des Palladiumpreises, einem weichen silberweißen Metall, das hauptsächlich in Russland abgebaut wird und in der Herstellung von Autos, elektronischen Bauteilen und sogar Zahnfüllungen verwendet wird.
Um sich den Zugang zu diesen Materialien zu sichern, konzentriert sich die EU auf ihre eigene Produktion und auf die Forschung.
Im März 2023 hat die Europäische Kommission einen Gesetzesentwurf vorgelegt, um die EU-Inlandsproduktion wichtiger Rohstoffe zu steigern. Das vorgeschlagene Gesetz mit dem Namen Gesetz über kritische Rohstoffe würde Ziele von mindestens 10 % für die Extraktion, 40 % für die Verarbeitung und 15 % für das Recycling dieser Stoffe in Europa festlegen.
Goldgräber
Parallel dazu baut die EU auf früheren Forschungen zur Elektroschrottgewinnung auf. Ein neues Projekt erhielt EU-Mittel zur Förderung der Rückgewinnung von Edelmetallen wie Gold, Platin und Silber. Andrés García koordiniert das Projekt, das den Namen PEACOC trägt und eine Laufzeit von vier Jahren bis Ende April 2025 hat.
Es bringt 19 Teilnehmer aus neun Ländern zusammen: Österreich, Belgien, Frankreich, Griechenland, Italien, die Niederlande, Spanien, die Türkei und das Vereinigte Königreich. Die Teilnehmer reichen von der Forschungsabteilung der italienischen Automarke Fiat bis zu einem niederländischen Hersteller von 3D-Druckern für Keramik und Metalle namens Admatec Europe.
„Wir erweitern die Abfallströme, die wir behandeln können“, erklärt Andrés García. „Beispielsweise recyceln wir jetzt bestimmte Leiterplatten, aus denen wir Edelmetalle wie Gold gewinnen können.“ Eine Leiterplatte aus einem kaputten Fernseher könnte zerkleinert werden und durch die von PEACOC entwickelten chemischen Prozesse laufen.
Durch diese Verarbeitung werden schließlich Edelmetalle aus den Abfällen herausgelöst: etwas, das bis zu diesem Zeitpunkt nur in begrenztem Umfang möglich war. Die Verfahren wurden in einem früheren, von der EU finanzierten Projekt namens PLATIRUS entwickelt und werden nun für größere Unternehmen konzipiert.
DIY-Abfallzerkleinerung
Bediako konzentriert sich als Leiter eines anderen EU-finanzierten Forschungsprojekts auf kleinere, aber nicht weniger wichtige Mengen. Es trägt den Namen IONIC BARRIER und hat eine Laufzeit von zwei Jahren bis Januar 2024.
In diesem Projekt versucht Bediako, neue chemische Verfahren zur Extraktion von wichtigen Materialien aus Elektroschrott zu entwickeln, selbst wenn nur geringe Mengen vorhanden sind.
„Manchmal ist die Konzentration der Zielmetalle so gering, dass die bestehenden Methoden nicht in der Lage sind, sie zu erfassen“, sagte er. „Mit der von mir entwickelten Technologie wären wir in der Lage, bestimmte Stoffe selektiv zurückzugewinnen, selbst wenn sie in sehr geringen Konzentrationen und in komplexen Mischungen vorkommen.“
Bediako verfeinert sein Verfahren im Labor. Er zerkleinert den Elektroschrott von Hand, trennt das Plastik vom Metall und durchläuft dann mehrere Schritte: Eintauchen des Metalls in eine Lösung, Auslaugen des entstandenen Gemischs und Behandlung der Elemente mit Absorptionsmitteln. Am Ende des Prozesses sind nur noch Gold, Palladium und Platin übrig.
Bediako verglich die Goldmengen in ausrangierten Telefonen und in der Erde, um den Wert seiner Forschung zu unterstreichen. „Es gibt etwa 350 Gramm Gold pro Tonne Elektroschrott aus Telefonen“, sagte er. „Wenn man Erz aus dem Boden holt, sind nur etwa fünf bis 30 Gramm Gold pro Tonne enthalten. Es ist einfach vernünftig, unsere Recyclingfähigkeiten zu verbessern.“
Blick auf Athen
Eine wichtige Frage ist, ob diese Prozesse auf wirtschaftliche und umweltfreundliche Weise durchgeführt werden können. Mit anderen Worten müssen Forscher ihre Prozesse effizient genug gestalten, um mit dem Bergbau konkurrieren zu können, ohne dabei umweltschädlich zu sein.
Im Rahmen von PEACOC ist eine groß angelegte Testphase für das Jahr 2025 in Athen (Griechenland) in den Einrichtungen eines Unternehmens namens Monolithos geplant, das Autoabgaskatalysatoren sortiert und verarbeitet. Das Ziel ist es, herauszufinden, ob die Methoden im kommerziellen Maßstab angewendet werden können.
„Wir suchen nach verschiedenen Möglichkeiten zur Verwendung der Metalle, die wir aus dem Recycling gewinnen“, fügt Andrés García hinzu. „Sie könnten beim 3D-Druck, bei der Konstruktion neuer Autokatalysatoren, aber auch bei der Herstellung von Schmuck verwendet werden.“
Eines steht fest: Europa kann es sich nicht länger leisten, wertvolle Ressourcen ungenutzt in den unzähligen Bergen weggeworfener Güter zu lassen, die moderne Volkswirtschaften erzeugen. „Unsere Hightech-Industrien und die Energiewende brauchen neue wichtige Rohstoffe“, sagte Bediako. „Das Mindeste, was wir tun können, ist, all diese Abfälle nicht zu vergeuden.“
Weitere Infos
Artikel von Tom Cassauwers
Die Finanzierung der für diesen Artikel erforderlichen Forschung erfolgte über die Marie Skłodowska-Curie-Maßnahmen (MSCA) der EU. Die Ansichten der Befragten spiegeln nicht unbedingt die der Europäischen Kommission wider. Dieser Artikel wurde ursprünglich in Horizon, dem EU-Magazin für Forschung und Innovation, veröffentlicht.