Wissenschaft

Pflanzlicher Kumpel

An der Bergakademie im sächsischen Freiberg suchen Forscher nach einem Gewächs, das teure Rohstoffe abbaut. Montag, 14 Mai

Von Ines Bellinger
Bilder Von Oliver Wiche

Bei Oliver Wiche hängt die Bibel an der Wand. 118 gelbe, rote, blaue und grüne Rechtecke. Wiche ist Geoökologe und seine „Bibel“ das Periodensystem der Elemente. Besonders angetan hat es ihm die vierte Hauptgruppe: Kohlenstoff, Silizium und – Wiche tippt auf das Kästchen mit der Ordnungszahl 32 – Germanium, ein chemisches Element, das seinen Ursprung dort hat, wo Wiche forscht:
 an der Bergakademie Freiberg.

Wiches Büro auf dem Campus liegt 
im Clemens-Winkler-Bau, benannt 
nach jenem Freiberger Chemiker, der
 Germanium im Jahr 1885 entdeckt hat.
 Heute ist das Halbmetall als Rohstoff 
gefragter denn je. Es wird für Smartphones, Infrarotsensoren, Glasfasern
 gebraucht – und auf dem Weltmarkt
mit einem Kilopreis von mehr als 2000 
Euro gehandelt. Zwar kommt Germanium in fast allen Böden vor, jedoch 
in winzigen Mengen. „Zwei Milligramm pro Kilogramm – das haut keinen Bergmann vom Hocker“, sagt Wiche. Momentan fällt Germanium zumeist als Nebenprodukt beim Abbau von Zinkerzen an.

“Wir könnten unseren Rohstoffbedarf in Deutschland zu einem Großteil mit Phytomining decken.”

Die Freiberger Forscher wollen es künftig leichter gewinnen, mit Phytomining. Die Idee: Die Pflanze (Griechisch: phyton) übernimmt die Rolle des Bergmanns und zieht über ihre Wurzeln Germanium und seltene Erden aus dem Boden. Nach der Ernte wird sie zur Biogaserzeugung eingesetzt, und aus den Gärresten trennt man die wertvollen Rohstoffe ab. „Wenn wir aus diesem Prinzip wirtschaftliche Verfahren entwickeln würden, könnten wir in Deutschland unseren Rohstoffbedarf zu einem Großteil mit Phytomining decken“, behauptet Wiche. Als besten pflanzlichen Supersammler (Hyperakkumulator) für Germanium haben die Freiberger Phalaris arundinacea ausgemacht, das Rohrglanzgras. Gräser wie dieses suchen mit ihren Wurzeln im Boden nach Silizium, denn der Halbleiter fördert ihr Wachstum und stärkt die Strukturen in Stängeln und Blättern. Weil Germanium ähnliche chemische Eigenschaften hat, schlürft das Rohrglanzgras dieses Element gleich mit auf. Zudem wächst das Gras auch auf Böden, die für die Landwirtschaft nicht so interessant sind.

Wiche und sein Team haben in einem alten Güllebecken vor den Toren Freibergs 220 Versuchsfelder à vier Quadratmeter angelegt. Dort ziehen die Forscher verschiedene Sorten Rohrglanzgras heran und analysieren im Massenspektrometer, welcher Genotyp mehr Germanium speichert und welcher vielleicht mehr seltene Erden. Ihre Ergebnisse teilen sie mit Experten der Deutschen Saatveredlung AG, die mittels Kreuzungen den effektivsten Erntehelfer für die Rohstoffe züchten sollen. Die Wissenschaftler sind bisher bei einer Konzentration von drei Milligramm Germanium pro Kilogramm Biomasse angelangt. Eine Wirtschaftlichkeitsstudie geht davon aus, dass sich Phytomining für Germanium erst ab einer Konzentration von zehn Milligramm pro Kilogramm lohnen würde. Wiche ist da anderer Meinung: Wenn es gelänge, neben Germanium auch andere Elemente abzuscheiden, könnte eine Wirtschaftlichkeit schon früher erreicht werden.

Derzeit jätet Oliver Wiche mit seinen Kollegen auf den mit Schnüren abgetrennten Versuchsfeldern Unkraut. Es ist eine sehr mühselige Arbeit. Wenn er bei Feld Nummer 220 angelangt ist, kann er wieder von vorne anfangen. Aber jedes Mal, wenn er sich aufrichtet und die zerschundenen Knie und seinen schmerzenden Rücken spürt, denkt er an die Vision, die ihn antreibt. „Irgendwann“, sagt er, „möchte ich ein Telefon mit einem grünen Blatt als Logo in der Hand halten. Und darauf steht: Die Elemente in diesem Smartphone stammen aus Phytomining.“

 

 

Dieser Artikel stammt aus der Ausgabe 5/2018 des National Geographic Magazins. Jetzt ein Magazin-Abo abschließen!

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