NanoPOP - Mikrobielle Synthese und Recycling von Hybrid Palladium-Nanokatalysatoren und ihre Anwendung für die Behandlung von persistenten Umweltschadstoffen

 

Platingruppenmetalle werden als Industriekatalysatoren in chemischen Prozessen, zur Reinigung von technischen Gasen, als Abgaskatalysatoren und in vielen weiteren Produkten der Automobil-, Elektronik-, und Medizinindustrie genutzt. Außerdem dienen sie zur Erzeugung und Speicherung alternativer Energien zum Beispiel in Solarzellen oder bei der Wasserstoffspeicherung in Brennstoffzellen. Die Entwicklung der Zukunftstechnologien hat die Nachfrage nach vielen Platingruppenmetallen verstärkt. Der ständig steigende Bedarf kann in Zukunft nicht mehr über die verfügbare Fördermenge aus den Minen gedeckt werden.

Neben der effizienten Nutzung vorhandener Ressourcen ist daher ein vollständiges und nachhaltiges Recycling bzw. die Aufbereitung der Edelmetalle aus verschiedensten Industrieanwendungen nötig. Die derzeit verwendeten konventionellen pyrometallurgischen und hydrometallurgischen Recycling-Methoden sind jedoch wenig nachhaltig und mit hohem Energieaufwand bzw. dem Einsatz und der Freisetzung von giftigen Chemikalien verbunden. Im Rahmen von NanoPOP werden umweltfreundlichere „biometallurgische“ Recycling-Methoden entwickelt.

So sollen bei diesem Forschungsvorhaben Konzepte für ein nachhaltiges Recycling und eine ökonomisch wettbewerbsfähige Alternative für die Rückgewinnung von Edelmetallen aus metallhaltigen Abfällen und Abwässern erprobt werden. In dem nanobiotechnologischen Verfahren nutzen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Schwermetall-tolerante Bakterien als „recycelbare“ Produzenten. Die Bakterien erzeugen gleichzeitig höchst aktive Nanokatalysatoren auf nachhaltigem Weg. Bei diesem biotechnologischen Prozess laufen mikrobielles Wachstum, Metallreduktion und Nanopartikel-Bildung simultan ab.

Die mit Hilfe von Bakterien produzierten Edelmetall-Nanopartikel sollen für die Entfernung von langlebigen Schadstoffen und pathogenen Mikroorganismen eingesetzt werden – ein Ansatz, der auf die Behandlung von Abwässern und auf Umweltsanierungsverfahren erweiterbar ist. Mit der Verwendung der hergestellten Materialien für neuartige Beschichtungstechniken und Edelmetall-beschichteten Keramikoberflächen und Nanofasern bleibt das Verfahren nicht auf chemische Technologien und Umwelttechnologien beschränkt. Es lässt sich auch für verschiedene andere industrielle Anwendungen nutzen, zum Beispiel in der Fahrzeugindustrie.

 

 

Koordinator: Dr. Michael Bunge, Justus-Liebig-Universität Gießen, Institut für Angewandte Mikrobiologie-IFZ

Projektpartner (Karte):

  • Justus-Liebig-Universität Gießen
  • Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH (UFZ), Leipzig
  • Technische Universität Dresden
  • Institut für Gewässerschutz Mesocosm GmbH, Homberg/Ohm
  • Rhenotherm Kunststoffbeschichtung GmbH, Kempen
  • Tomsk Polytechnic University, Russland (assoziierter Partner)

Laufzeit: 01.02.2013 bis 31.01.2016

FKZ:03X3571