Aus Abfall wird Gold

Unedles in Gold zu verwandeln, war eines der nie erreichten Ziele der Alchemisten im Mittelalter und der fr¨¹hen Neuzeit. Unter dasselbe Motto f?llt aber auch das, was Raffaele Mezzenga, Professor am Departement Gesundheitswissenschaften und Technologie der ETH Z¨¹rich, nun geschafft hat. Nat¨¹rlich hat er nicht ein anderes chemisches Element in Gold verwandelt, wie es die Alchemisten versuchten. Aber es ist ihm gelungen, mithilfe eines Nebenprodukts aus der K?seherstellung aus Elektroschrott Gold zu gewinnen.

Elektroschrott enth?lt verschiedene wertvolle Metalle, darunter Kupfer, Kobalt und auch relevante Mengen an Gold. Dieses aus ausgedienten Smartphones und Computern zur¨¹ckzugewinnen, ist wegen der steigenden Nachfrage nach dem Edelmetall von grossem Interesse. Bisherige Verfahren zur R¨¹ckgewinnung sind allerdings energieintensiv und ben?tigen oft hochgiftige Chemikalien. Die Gruppe von ETH-Professor Mezzenga pr?sentiert nun eine sehr effiziente, kosteng¨¹nstige und vor allem viel nachhaltigere Methode: Mit einem Schwamm aus einem Proteingeflecht ist es ihr gelungen, Gold aus Elektroschrott herauszufischen.

Selektive Gold-Aufnahme

F¨¹r die Herstellung des Schwammes nutzten Mohammad Peydayesh, Oberassistent in Mezzengas Gruppe, und seine Kollegen Molkenproteine. Diese denaturierten sie bei grosser Hitze und mit S?ure, sodass sie in einem Gel zu Protein-Nanofasern aggregierten. Dieses Gel trockneten die Wissenschaftler, wodurch ein Schwamm aus diesen Proteinfasern entstand.

Um im Laborversuch Gold zur¨¹ckzugewinnen, nahmen die Forschenden die Elektronikleiterplatten von 20 alten Computern und entfernten die Metallteile. Diese l?sten sie in einem S?urebad auf, sodass die Metalle darin als Ionen vorlagen.

Legten die Forschenden den Proteinfaserschwamm in die Metallionen-L?sung, lagerten sich die Gold-Ionen an die Proteinfasern an. Auch andere Metall-Ionen k?nnen sich an die Fasern anlagern, Gold-Ionen lagern sich jedoch viel effizienter an als diese. Das zeigen die Forschenden in ihrer Arbeit, die sie in der Fachzeitschrift externe Seite Advanced Materials ver?ffentlicht haben.

In einem n?chsten Schritt erhitzten die Forschenden den Schwamm. Dadurch kristallisierten die Gold-Ionen zu Flocken, die die Wissenschaftler schliesslich zu einem Goldnugget einschmelzen konnten. So erhielten sie aus den 20 Computer-Leiterplatten ein rund 450 Milligramm schweres Nugget mit einem Anteil von 91 Prozent Gold an der Gesamtmasse (der Rest ist Kupfer), was knapp 22 Karat entspricht.

Wirtschaftlich rentabel

Die neue Technologie ist wirtschaftlich, wie Mezzenga vorrechnet: Die Kosten f¨¹r die Beschaffung der Ausgangsmaterialen und die Energiekosten des ganzen Prozesses sind zusammen 50-mal geringer als der Wert des Goldes, das zur¨¹ckgewonnen werden kann.

Als N?chstes wollen die Forschenden die Technologie zur Marktreife entwickeln. Auch wenn Elektroschrott das vielversprechendste Ausgangsprodukt ist, aus dem sie Gold sch¨¹rfen m?chten, gibt es noch weitere m?gliche Quellen. Dazu geh?ren zum Beispiel Industrieabf?lle aus der Mikrochip-Herstellung oder von Vergoldungen. Ausserdem wollen die Wissenschaftler untersuchen, ob sie die Proteinfaserschw?mme auch aus anderen proteinhaltigen Neben- oder Abfallprodukten der Lebensmittelindustrie herstellen k?nnen.

?Am besten gef?llt mir, dass wir ein Nebenprodukt der Lebensmittelindustrie verwenden, um Gold aus Elektroschrott zu gewinnen?, sagt Mezzenga. Man k?nne also zurecht sagen, dass die Methode zwei Abfallstoffe zu Gold veredelt. ?Viel nachhaltiger geht es nicht.?