Mit Mikroorganismen und Mikroalgen lassen sich wertvolle Metalle aus Elektroschrott zurückgewinnen – umweltfreundlich, selektiv und mit Potenzial für den industriellen Einsatz. Das konnten Forschende des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in einer Studie nachweisen. Auf der IFAT 2026, der Leitmesse für Umwelttechnologien in München, demonstriert das IGB anhand eines Festbettreaktors, wie dieses biologische Recycling funktioniert.
Weltweit fallen jährlich Millionen Tonnen Elektroschrott an. Alte Smartphones, Laptops und andere Elektronikgeräte enthalten wertvolle Metalle wie Palladium und Neodym – Rohstoffe, die für die Herstellung moderner Technologien, Elektromotoren und Windkraftanlagen unverzichtbar sind. Bislang wird jedoch nur ein Bruchteil dieser Metalle recycelt. Die Machbarkeitsstudie RüBioM des Fraunhofer IGB in Stuttgart zeigte, dass biologische Verfahren hier eine vielversprechende Alternative bieten.
Bioleaching: Mikroorganismen lösen wertvolle Metalle
Im Mittelpunkt des Verfahrens steht das sogenannte Bioleaching: Mikroorganismen wie Pseudomonas aeruginosa werden auf zerkleinerten Elektroschrott angesetzt. Sie produzieren Säuren und andere Verbindungen, die Metalle gezielt aus dem Material herauslösen. Die dabei entstehende metallhaltige Lösung wird anschließend mithilfe von Mikroalgen aufbereitet – die Algen nehmen die Metallionen durch Biosorption auf und wirken dabei wie biologische Schwämme.
Vielversprechende Laborergebnisse
»Die Ergebnisse der Machbarkeitsstudie sind ermutigend«, fasst Projektleiter Dr. Lukas Kriem zusammen. »Zunächst haben wir uns mit Palladium beschäftigt und sowohl Bioleaching als auch Biosorption untersucht. Beim Bioleaching war die Freisetzungsrate mehr als 13 Prozent höher als bei vergleichbaren chemischen Methoden. Mithilfe der Biosorption konnten wir sogar über 30 Prozent des gelösten Palladiums entfernen.« Auch das Bioleaching von Neodym unter Zuhilfenahme verschiedener Mikroorganismen wurde unter die Lupe genommen. »Hier sehen wir ebenfalls positive erste Ansätze, allerdings können diese – noch – nicht mit chemischen Verfahren mithalten«, so Kriem weiter.
Darüber hinaus wurden diese Verfahren in einem Festbettreaktor im größeren Maßstab erprobt. Trotz technischer Herausforderungen wie Biofilmbildung und ungleichmäßiger Durchströmung konnte Palladium erfolgreich mobilisiert werden – ein wichtiger Schritt in Richtung industrieller Skalierbarkeit.
Nachhaltig, ressourcenschonend und wirtschaftlich relevant
Das biologische Verfahren bietet gegenüber konventionellen Methoden entscheidende Vorteile: Es kommt ohne giftige Chemikalien aus, läuft bei niedrigen Temperaturen ab und ermöglicht eine selektive Metallrückgewinnung. Damit leistet Biomining einen wichtigen Beitrag zur Kreislaufwirtschaft und kann die Abhängigkeit Europas von Metallimporten aus geopolitisch sensiblen Regionen reduzieren – ein Aspekt, dessen Bedeutung durch Lieferkettenunterbrechungen der vergangenen Jahre deutlich geworden ist.
»Manchmal liegt der Schatz nicht tief unter der Erde, sondern direkt in unserer Schublade«, resümiert Kriem.
Ausblick: Bio-Recyclinganlagen als Zukunftsmodell
Die Vision der Forschenden ist eine dezentrale Bio-Recyclinginfrastruktur, in der Mikroben und Algen lokal wertvolle Rohstoffe aus Altgeräten zurückgewinnen und direkt in die Produktion neuer Geräte einspeisen. Um dieses Ziel zu erreichen, sind weitere Optimierungen der Kultivierungsbedingungen sowie eine wirtschaftliche Bewertung der Prozesse notwendig. Die Grundlagen sind jedoch gelegt.
Das Fraunhofer IGB sucht nun aktiv nach Partnern aus der Abfallwirtschaft und der Industrie für gemeinsame Folgeprojekte. Die diesjährige IFAT – vom 4. bis 7. Mai 2026 in München – bietet Interessenten die passende Gelegenheit, mit den Expertinnen und Experten des Instituts ins Gespräch zu kommen und mehr über die Anwendungsmöglichkeiten zu erfahren. Der Fraunhofer-Messestand findet sich in Halle B2, Stand 115.