Seltenerdmetalle sind selten allein

us | Seltenerdmetalle wie Neodym (Nd), Dysprosium (Dy) und Terbium (Tb) sind unersetzlich in Magneten, Lasern und elektrischen Bauteilen. Wie ihr Name schon vermuten lässt, sind die Elemente auf der Erde nur in geringen Mengen vorhanden.

Die Metalle kommen ausschließlich niedrig konzentriert und vergesellschaftet mit anderen seltenen Erden vor, sodass ihre Gewinnung und Aufreinigung sehr energieaufwendig und belastend für die Umwelt ist. Amerikanische Materialforscher berichten nun im Journal der American Chemical Society von einer Protein-basierten Methode zur effizienten Trennung von Seltenerdmetallen. Das Protein Lanmodulin stammt aus methylotrophen Bakterien und bindet Seltenerdelemente mit hoher Selektivität. Andere, ubiquitär vorhandene Metallionen wie Magnesium-, Calcium- oder Aluminium-Ionen ignoriert es. Außerdem zeigt Lanmodulin eine hohe Stabilität bei niedrigen pH-­Werten. Die Chemiker um Dr. Joseph ­Cotruvo konjugierten das Protein an Mikroperlen aus Agarose und füllten das Material in Chromatographie­säulen. Mit diesen Säulen gelang es den Forschern, Gemische mit einem niedrigen Gehalt an Sel­tenerd­elementen stark anzureichern und andere Metalle abzutrennen. Da Lanmodulin eine höhere Affinität zu leichten Seltenerdmetallen als zu schweren hat, war im nächsten Schritt eine weitere Auftrennung in leichte und schwere Fraktionen möglich. Obwohl der Trennvorgang in stark saurem Milieu stattfindet, blieb das Protein über mehrere Durchgänge stabil und wiederverwendbar. Die Methode wurde bisher nur im Labormaßstab angewandt und muss für industrielle Anwendungen hochskaliert werden.

In Zukunft könnte Lanmodulin aber dabei helfen, auf umweltfreundliche Weise wertvolle Rohstoffe aus Elektroschrott und niedrig konzentrierten Erzen zu gewinnen. |