Biologisches Recycling von Elektroschrott mit Mikroorganismen und Mikroalgen für nachhaltige Metallrückgewinnung

Biologisches Recycling von Elektroschrott: Potenziale und Anwendungsmöglichkeiten

Forschende des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB haben in einer aktuellen Studie gezeigt, dass Mikroorganismen und Mikroalgen eine umweltfreundliche und selektive Rückgewinnung wertvoller Metalle aus Elektroschrott ermöglichen. Die Ergebnisse wurden auf der IFAT 2026 in München anhand eines Festbettreaktors präsentiert.

Hintergrund und Bedeutung

Jährlich fallen weltweit enorme Mengen an Elektroschrott an, der unter anderem wertvolle Metalle wie Palladium und Neodym enthält. Diese Rohstoffe sind essenziell für moderne Technologien, Elektromotoren und Windkraftanlagen. Trotz des hohen Potenzials wird bislang nur ein geringer Anteil dieser Metalle recycelt. Die Machbarkeitsstudie RüBioM des Fraunhofer IGB zeigt, dass biologische Verfahren eine vielversprechende Alternative zu herkömmlichen Methoden darstellen.

Verfahren: Bioleaching und Biosorption

Bioleaching: Mikroorganismen wie Pseudomonas aeruginosa werden auf zerkleinertem Elektroschrott eingesetzt. Sie produzieren Säuren und andere Verbindungen, die gezielt Metalle aus dem Material lösen.
Biosorption: Die metallhaltige Lösung wird anschließend mit Mikroalgen behandelt, die die Metallionen durch Biosorption aufnehmen und so wie biologische Schwämme wirken.

Ergebnisse der Studie

Projektleiter Dr. Lukas Kriem betont, dass die Studie ermutigende Resultate liefert. Beim Palladium-Bioleaching wurde eine Freisetzungsrate erzielt, die über 13 % höher liegt als bei vergleichbaren chemischen Verfahren. Die anschließende Biosorption ermöglichte die Entfernung von mehr als 30 % des gelösten Palladiums. Auch das Bioleaching von Neodym wurde untersucht, wobei erste positive Ansätze erkennbar sind, die jedoch derzeit noch nicht an chemische Methoden heranreichen.

Die Verfahren wurden zudem in einem Festbettreaktor im größeren Maßstab getestet. Trotz Herausforderungen wie Biofilmbildung und ungleichmäßiger Durchströmung konnte Palladium erfolgreich mobilisiert werden, was einen wichtigen Schritt zur industriellen Anwendung darstellt.

Vorteile des biologischen Recyclings

Verzicht auf giftige Chemikalien
Arbeitsweise bei niedrigen Temperaturen
Selektive Rückgewinnung von Metallen
Beitrag zur Kreislaufwirtschaft
Reduzierung der Abhängigkeit von Metallimporten aus geopolitisch sensiblen Regionen

Diese Aspekte gewinnen vor dem Hintergrund der jüngsten Lieferkettenunterbrechungen zunehmend an Bedeutung.

Perspektiven und Ausblick

Die Forscher streben den Aufbau einer dezentralen Bio-Recyclinginfrastruktur an, in der Mikroorganismen und Mikroalgen vor Ort wertvolle Rohstoffe aus Altgeräten zurückgewinnen und direkt in die Produktion neuer Geräte einspeisen. Hierfür sind weitere Optimierungen der Kultivierungsbedingungen sowie eine wirtschaftliche Bewertung der Prozesse erforderlich. Die Grundlagen für diese Entwicklung sind jedoch gelegt.

Das Fraunhofer IGB sucht derzeit Kooperationspartner aus Abfallwirtschaft und Industrie, um gemeinsame Folgeprojekte zu realisieren. Interessierte können sich auf der IFAT 2026, die vom 4. bis 7. Mai in München stattfindet, am Stand des Instituts in Halle B2, Stand 115, informieren.

Weiterführende Informationen

Originalpublikation des Fraunhofer IGB