#Gold raffiniert aus Elektroschrott geholt

Bisher ließen sich die Schätze des Abfalls nur schwer heben. Doch nun haben Forschende ein erstaunlich effektives und nachhaltiges Verfahren zur Rückgewinnung von Gold aus ausgedienter Elektronik entwickelt: Mit einem Eiweiß-Schwamm aus einem Nebenprodukt der Käseherstellung lassen sich gelöste Goldpartikel aus dem Material binden und anschließend in Goldnuggets verwandeln. Durch die beachtliche Ausbeute bei geringem Aufwand ist das nachhaltige Verfahren ausgesprochen rentabel, sagen die Entwickler.

Besonders bekannt ist das seltene Edelmetall für seine Bedeutung als Schmuckelement und als Wertanlage – doch Gold ist auch in der Industrie als Rohstoff sehr begehrt: Durch seine besonderen Eigenschaften kommt es für zahlreiche Zwecke zum Einsatz. Vor allem seine spezielle elektrische Leitfähigkeit macht Gold zu einem wichtigen Element in der Mikroelektronik. Für die Herstellung von Smartphones, Computern und Co. werden erhebliche Mengen Gold verwendet. Haben diese Geräte ausgedient, landen sie samt ihrer kostbaren Inhaltsstoffe im Elektroschrott.

Vor dem Hintergrund der steigenden Nachfrage wird derzeit an Verfahren getüftelt, das Gold aus diesem Abfall zurückzugewinnen. Bisherige Konzepte sind allerdings energieintensiv und benötigen oft problematische Chemikalien. Doch nun präsentieren die Forschenden um Mohammad Peydayesh von der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) ein System, das bei der Rentabilität und Nachhaltigkeit punkten kann. Wie das Team erklärt, basiert ihr Verfahren auf der Gold-Bindung durch ein sogenanntes Aerogel. Es handelt sich dabei um eine Art Schwamm, dessen Strukturen aus Eiweiß-Nanofasern gebildet werden.

Ein Gold-Schwamm aus Molkenprotein

Als Grundstoff für die Herstellung ihres Aerogels nutzten die Wissenschaftler ein Nebenprodukt der Käseherstellung: Molke. Denn von den darin enthaltenen Eiweißen erhofften sie sich eine spezifische Bindungsfähigkeit gegenüber gelösten Metallen. Um das Material in eine nutzbare Form zu bringen, unterzog das Team die Molkenproteine einer Hitze- und Säure-Behandlung. Dadurch entstand zunächst ein Gel, das von vernetzten Strukturen aus Protein-Nanofasern gebildet wurde. Diese Substanz trockneten die Forschenden anschließend, wodurch ein Schwammgewebe aus den Molkenproteinen entstand, das sich für den Einsatz in Substanzlösungen eignet.

Für ihren Anwendungszweck lösten die Forschenden dann Elektronikleiterplatten von 20 alten Computern in speziellen Säuren auf. Dadurch lagen alle enthaltenen Metalle anschließend in Form von Ionen in der Flüssigkeit vor. In diese Substanz wurden dann die Molkenprotein-Aerogele eingelegt. Wie die Forschenden berichten, entwickelte das vollgesaugte Schwammmaterial tatsächlich einen goldenen Schimmer.

Die Analysen ergaben, dass das Molke-Aerogel eine überraschend hohe und selektive Goldadsorptionskapazität aufweist. Es lagern sich zwar auch andere Metallionen – vor allem Kupfer – an, doch das Edelmetall wird besonders intensiv gebunden, berichtet das Team.

Lukrative Ausbeute

Im nächsten Schritt erhitzten die Wissenschaftler das Schwammmaterial, um das Edelmetall zu „ernten“. Wie sie erklären, kristallisierten die Metallionen dadurch zu Flocken aus, die sich extrahieren ließen. So konnten sie die goldene Ausbeute schließlich zu einem Klumpen schmelzen. Wie sich zeigte, hat das Team durch sein Verfahren aus den 20 Computer-Leiterplatten einen rund 450 Milligramm schweren Nugget gewonnen, der aus 91 Prozent Gold und neun Prozent Kupfer besteht, was knapp 22 Karat Gold entspricht.

Wie die Entwickler betonen, erscheint die Ausbeute vor dem Hintergrund des geringen Aufwands wirtschaftlich ausgesprochen interessant: Sie rechnen in ihrer Studie vor, dass die Kosten für die Herstellung des Aerogels, des Energiebedarfs sowie der gesamten Verfahrenstechnik unterm Strich etwa 50-mal geringer ausfallen als der Wert der Goldausbeute.

Deshalb arbeitet das Team nun daran, die Technologie zu skalieren, um sie zur Marktreife weiterzuentwickeln. Den Forschenden zufolge könnte es sich auch lohnen, in weiteren Quellen mit der Methode nach Gold zu schürfen. Denn in einigen Industrieabfällen ist das Edelmetall ebenfalls in möglicherweise lukrativen Mengen enthalten. „Besonders gefällt mir, dass wir für unser Verfahren ein Nebenprodukt der Lebensmittelindustrie verwenden“, hebt Seniorautor Raffaele Mezzenga von der ETH abschließend hervor. Gewissermaßen werden bei der vielversprechenden Technologie also immer gleich zwei Abfallstoffe nachhaltig zu Gold veredelt.

Quelle: Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich), Fachartikel: Advanced Materials, doi: 10.1002/adma.202310642

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