Phytomining – Erzgewinnung mit Pflanzen
Der Geochemiker Dr. Oliver Wiche vom Institut für Biowissenschaften an der Uni Freiberg möchte mithilfe von Pflanzen Rohstoffe wie Germanium oder Seltene Erden gewinnen. Er ist überzeugt: „Wenn das Verfahren wirtschaftlich angewendet wird, könnten wir mit Phytomining einen Großteil unseres Bedarfs an Seltenen Erden und anderen strategisch wichtigen Elementen in Deutschland decken.“ Ohne die sogenannten Seltenen Erden könnten wir keine Handys, Smartphones, Notebooks, LED-Leuchten, LCD-Bildschirme oder Bestandteile von Windkraftanlagen betreiben. Insgesamt gehören 17 Metalle zu den Seltenen Erden, so etwa Samarium, Scandium, Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Europium und Yttrium.
Der Begriff Seltene Erden ist missverständlich, denn es handelt sich eigentlich um Metalle – sehr weiche Metalle von steiniger bis silbriger Farbe. Sie sind in seltenen Mineralien zu finden, und zwar in Form ihrer Sauerstoffverbindungen, Oxide genannt, die man früher auch als Erden bezeichnete. Seltenerd-Metalle werden nur in ganz geringen Mengen benötigt. Bis heute bezieht man sie vor allem aus in China, wo sie – wenig umweltfreundlich – gewonnen werden.
Um die Rohstoffe hierzulande zu gewinnen, macht sich der Forscher eine spezielle Eigenschaft von Pflanzen zunutze: Über 700 Pflanzen sind in der Lage, Metallionen im Boden über ihre Wurzeln aufzunehmen und zu speichern. Zur Familie dieser sog. Hyperakkumulatoren gehören vor allem die Brassicaceae (Kreuzblütler) und die Phyllanthaceae (eine Familie tropischer Pflanzen).
Dabei haben Pflanzen – wie andere Organismen auch – spezielle Vorlieben. So nehmen Mais und Gras etwa Silizium auf. Damit werden kleine Steinchen in den Blättern gebildet, die vor allem als Fraßschutz dienen. Neben Silizium wird auch Germanium aufgenommen und in den Zellwänden der Pflanze angereichert. Germanium benötigt man etwa für Solarzellen, Mobiltelefone, Nachtsichtgeräte, Infrarotsensoren, Strahlenmessgeräte und Glasfaserkabel. Es wird zudem in der Computertechnik und in Lichtleitern eingesetzt. Auch Hirse und das schilfartige Rohrglanzglas reichern das wertvolle Germanium an und lagern es in ihren Zellwänden ab.
Seltene Erden findet man außerdem in Buchweizen und Sonnenblumen. Buchweizen säuert um die Wurzel herum den Boden an. Dadurch lösen sich der enthaltene Phosphor sowie Eisen, welche mit den Seltenen Erden in der Pflanze eingelagert werden.
Um die gewünschten Stoffe zu gewinnen, löst man mithilfe von Bakterien die Zellwände der Pflanzen auf und verbrennt die Pflanzenreste. Aus der zurückbleibenden Asche löst man mit Säure das Germanium und die Seltenen Erden heraus.
Dr. Andrea Flemmer
© NATUR & HEILEN, Februar 2024
