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Phytomining

Metalle gewinnen mit Pflanzen

30/2020

Seit einigen Jahren bereits arbeiten Wissenschaftler an Möglichkeiten zum Einsatz von Pflanzen wie Mauer-Steinkraut oder Schaumkresse zur Gewinnung von Metallen. Ob Platin, Palladium, Zink oder Nickel: All diese für eine Vielzahl von Industrien sehr wichtigen Metalle können in den Wurzeln mancher Pflanzen gespeichert werden. Obwohl das Konzept des so genannten "Phytomining" bereits vor mehr als 40 Jahren vom britischen Botaniker Alan Baker und amerikanischen Biochemiker Rufus Chaney entwickelt wurde, wird die Methoden bislang nur in Ansätze genutzt. Seit dem Ablauf einiger grundlegender Patente machen Forschungsprojekte in Deutschland und Frankreich Mut, dass sich das "Phytomining" zu einem spannenden Zukunftsthema für die umweltschonende Metallgewinnung entwickelt.

 

Hyperakkumulator-Pflanzen zeigen hoher Konzentrationen an Schwermetallen

 

Bislang hatte das texanische Unternehmen "Viridian Environmental" sehr erfolgreich in die Erforschung der Möglichkeiten des Phytomining investiert. Sie unterstützten Baker und Chaney bereits früh und sicherten sich mit Patenten die wirtschaftliche Verwertung der besonderen Methode. Doch nachdem am 6. Juni 1995 eine umfassende Patentanmeldung erfolgte, ließ das Unternehmen seine Aktivitäten ruhen und untersagte jegliche kommerzielle Nutzung, zum Nachteil der Erfinder und zum Nachteil der Umwelt. Denn mit Pflanzen ließe sich kontaminierter Boden entgiften, der aufgrund seiner hohen Belastung für die Nahrungsmittelproduktion nicht genutzt werden kann. "In Deutschland gibt es in der Nähe von alten Bergwerken Zehntausende verseuchte Felder, die durch solche Pflanzen wieder nutzbar gemacht werden können", erklärt Ute Krämer, Professorin für Pflanzenphysiologie an der Ruhr-Universität in Bochum, das Potenzial der Pflanzen. Allein in Deutschland sind 20% aller Böden betroffen. Das liegt vor allem an der Überdüngung der Böden und am industriellen Bergbau. Um die Metalle dann wieder aus den Pflanzen herauszuholen, werden diese zunächst getrocknet und dann verbrannt. Aus der Asche können die Metalle in einem chemischen Prozess extrahiert werden. Ein Verfahren zur Gewinnung von Germanium wurde dazu an der TU Bergakademie in Freiberg entwickelt.

 

Die Ernte von Hyperakkumulator-Pflanzen würde sich vor allem dort lohnen, wo Schwermetalle sehr verstreut im Boden vorzufinden sind. So haben Wissenschaftler errechnet, dass bereits ab einer Konzentration von 0,1 Prozent die pflanzliche Nickelernte Gewinn versprechen würde. Dies könnte man sich zum Beispiel auch bei der Senfpflanze vorstellen, denn mit ihr wäre die Extraktion von Gold sogar möglich. Einige Landwirte in Albanien verdienen bereits mit Phytomining einen Teil ihres Lebensunterhalts. Im Rahmen eines französisch-albanischen Forschungsprojekts wird die Nickelgewinnung durch den Anbau des Mauer-Steinkrauts untersucht. 80 Dollar pro Tonne des getrockneten Krauts können sich die Bauern dabei dazuverdienen.

 

Die Designerin Annalena Manz hat sich in einem Projekt an der HAWK in Hildesheim mit der pflanzlichen Metallgewinnung im Meer beschäftigt. Vor allem der geplante und umstrittene Abbau von Manganknollen in der Tiefsee lag ihr besonders am Herzen, der durch Phytomining verhindert werden könnte. Manganknollen enthalten eine Vielzahl begehrter Rohstoffe, ein Abbau im Meer wird derzeit unter Nutzung von Robotern diskutiert. Durch Kreuzung verschiedener Pflanzen könnte jedoch eine "Spezies geschaffen werden, die in der Lage ist, die Metalle aus den Manganknollen an die Oberfläche zu bringen", erklärt Manz die Ergebnisse ihres Projekts. Man darf gespannt sein, in welche Richtungen sich dieser hochspannende Forschungsbereich in den nächsten Jahren entwickeln wird.

 

www.ruhr-uni-bochum.de

www.tu-freiberg.de/phytogerm

www.designincrisis.com/project/nodule-harvesting-plant

 

 

 

Bild: Pflanzensaft des Regenwaldstrauchs "Pcynandra acuminata" enthält bis zu 25% Nickel (Quelle: Antony Van der Ent, The University of Queensland, Australia)

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