Spotlight September 2023: Mit Proteinen nach Rohstoffen angeln

Die sogenannten Seltenen Erden wie Neodym, Dysprosium oder Cer sind Elemente, die nicht nur für die Energiewende von großer Bedeutung sind, sie dienen auch als Anteile von Magneten in Generatoren für die Stromerzeugung, wirken als Leuchtstoffe in energiesparenden Lampen oder als Teil des Autoabgaskatalysators. Die weltweite Produktion der Seltenen Erden wird derzeit stark von China dominiert. Die Trennung der Seltenen Erden voneinander und deren Reinigung gelten als besonders schwierig.

Stieleichenknospen enthalten Bakterien, aus denen Proteine gewonnen werden, die Lanmoduline heißen. In einer Publikation amerikanischer Forscher wurden diese Proteine hinsichtlich ihrer Eignung für die Trennung und Aufreinigung von Seltenerdelementen untersucht. Das könnte helfen, diese Elemente aus Elektronikschrott zurückzugewinnen und damit weniger Seltene Erden abbauen und importieren zu müssen. Nebenbei wären die proteinbasierten Aufreinigungsverfahren viel umweltfreundlicher als herkömmliche Prozesse und deshalb auch für die Primärproduzenten interessant. Das Verfahren ist aber noch nicht praxisreif: Zwar berichten die Forscher bei der Trennung von Dysprosium und Neodym von guten Trennraten (>98%) und Ausbeuten (>99%), bislang sind aber die Seltenerd-Konzentrationen, die eingesetzt wurden, sehr gering. Bis zu einer denkbaren technischen Anwendung müsste das also noch deutlich verbessert werden und auch die Synthese der trennenden Proteine ist ein aufwändiger Arbeitsschritt.

Original Publikation:

Mattocks, J.A., Jung, J.J., Lin, CY. et al. Enhanced rare-earth separation with a metal-sensitive lanmodulin dimer. Nature 618, 87–93 (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-05945-5