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Was tun?

Ersatzmaterialien und Recycling wären gefragt

Was kann man tun, wenn der Nachschub an Hightech-Metallen in Zukunft knapp wird – sei es wegen zu hoher Nachfrage oder erschöpften Ressourcen? Im Prinzip gibt es dafür zwei mögliche Ansatzpunkte: Zum einen könnte man versuchen, bei so vielen Produkten wie möglich besser verfügbare Ersatzstoffe einzusetzen. Zum anderen aber sollten die Metalle, die schon im Umlauf sind, möglichst effizient wieder zurückgewonnen werden. Beides macht in der Praxis allerdings noch Probleme.

Neodym
Neodym für starke Permanentmagnet ist bislang schwer zu ersetzen.© Images of Elements/ CC-by-sa 3.0

Ersatz für Lithium, Neodym und Co

Ein Beispiel ist die Batterieproduktion: Bisher sind Lithium-Ionen-Akkus nahezu unverzichtbar, weil geeignete Alternativen fehlen. Zwar forschen Wissenschaftler bereits an Akkus aus reichlicher vorhandenen Ausgangsstoffen wie Natrium, Pyrit oder Silizium. Bisher kranken diese Systeme aber an einer zu geringen Lebensdauer und ihre Energiedichte reicht nicht einmal ansatzweise an die der Lithium-Akkus heran.

Ebenfalls nicht einfach ist die Suche nach Ersatzmaterialien für leistungsstarke Permanentmagnete. Idealerweise sollten sie ohne knappe Seltenerdmetalle wie Neodym, Dysprosium und Co auskommen. „Die stark nachgefragten und knappen Seltenerdmetalle ersetzen zu können, wäre sowohl aus ökonomischer als auch aus ökologischer Sicht sinnvoll“, sagt Thomas Lograsso vom Ames Laboratory des US-Energieministeriums.

Er und sein Team haben deshalb nach Legierungen gesucht, die sich magnetisieren lassen und die durch Zugabe weiterer Materialien zu echten Magneten werden können. So kann das paramagnetische Ceriumcobalt (CeCo3) durch Zugabe von Magnesium in einen Ferromagneten verwandelt werden. Magnete aus CeCo5 werden durch Zusatz von Kupfer und Eisen stärker. Auch Eisengermanium (Fe3Ge) könnte unter Kobaltzugabe magnetischer werden. Allerdings: Auch wenn diese Materialien etwas besser verfügbar sind als Neodym und Co, gehören auch sie zu den begehrten Hightech-Metallen.

Wiedergewinnen statt wegwefen

Eine weitere Lösung wäre das konsequente Recycling der schon in Elektronik, Akkus und anderen Technikerzeugnissen verbauten Hightech-Rohstoffe. Immerhin hortet jeder EU-Bürger im Schnitt 250 Kilogramm dieser Rohstoffe in Form von Elektronik, 17 Kilogramm in Akkus und fast 600 Kilogramm in seinem Auto. Vor allem Letztere sind rollen Schatztruhen, was wertvolle Hightech-Metalle angeht: Allein in der EU rollen mit den rund 260 Millionen PKWs auch 400 Tonnen Gold, 500 Tonnen Platin, 8,200 Tonnen Niob und 12.500 Tonnen Neodym über unsere Straßen.

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Bisher allerdings bleiben diese Ressourcen nahezu ungenutzt: Das Recycling von Elektroschrott und Autos funktioniert kaum, ein Großteil der Rohstoffe geht verloren. Forscher ermittelten kürzlich, dass wir mit dem jährlich von uns entsorgten Abfall ungefähr 18 Millionen Tonnen wertvoller Materialien wegschmeißen. Auch in Deutschland funktioniert die Wiedergewinnung bislang nur für einige der „klassischen“ Metalle wie Kupfer, Aluminium oder Stahl halbwegs effizient.

Autoschrott
Die in Autos enthaltenen Hightech-Rohstoffe werden bisher kaum wiedergewonnen. © harunhalici / iStock

Urban Mining statt Bergbau

Einer der Gründe dafür: Bisher gibt es in der EU keinerlei Vorgaben darüber, wie und welche Autokomponenten recycelt werden. „Autohersteller und die Recyclingindustrie müssen zusammenarbeiten, um hier etwas zu unternehmen“, sagt Maria Ljunggren Söderman von der schwedischen Chalmers-Universität. „Dies sind endliche Ressourcen, die auf nachhaltige Weise genutzt werden müssen.“

Um dem Recycling von Autos und anderen Hightech-Produkten Vorschub zu leisten, haben Söderman und ihre Kollegen vom europäischen Prosum-Projekt auf einer „Urban Mine Plattform“ zusammengetragen, welche Rohstoffe in der EU im Umlauf sind, in welchen Produkten sie stecken und was davon recycelt oder womöglich verloren wird. Ein breites Wissen über verfügbare Rohstoffmengen ist für die Recycling- und die Bergbau-Industrie ebenso wichtig wie für Hersteller und politische Entscheidungsträger“, sagt Södermanns Kollege Christer Forsgren.

Ob das allerdings reicht, um das Recycling von Hightech-Rohstoffen nennenswert voranzutreiben, bleibt fraglich. Wirksamer könnte da schon der Druck des Marktes sein: Je mehr die Rohstoffpreise steigen und die Versorgung knapper wird, desto größer ist die Motivation, in effektive Wiedergewinnung von Hightech-Metallen zu investieren.

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Jagd auf Hightech-Metalle
Droht den Zukunftstechnologien ein Rohstoffmangel?

Basis der Zukunftstechnologien
Welches sind die wichtigsten Hightech-Metalle?

Das Problem des Nachschubs
Von Monopolen und Konfliktmineralen

Angebot und Nachfrage
Reichen die Rohstoffe auch künftig noch?

Was tun?
Ersatzmaterialien und Recycling wären gefragt

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