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Pressemitteilung vom 04.11.2021

Lasst die Biologie ran! – Peptide umgarnen Seltene Erden

Foto: In Abwässern liegen die seltenen Erden häufig in Mischungen vor (grün, blau, gelb). Um diese voneinander und von unerwünschten Bestandteilen (rot) zu trennen, wird ein modularer Filter entwickelt. Jedes dieser Filtermodule ist speziell für die Bindung und Freisetzung eines Elementes der seltenen Erden entwickelt. Dies gelingt mit Hilfe von Peptiden (farbige Ringe), die im Inneren des Filters befestigt werden. ©Copyright: HZDR / B. Drobot

In Abwässern liegen die Seltenen Erden häufig in Mischungen vor (grün, blau, gelb). Um diese voneinander und von unerwünschten Bestandteilen (rot) zu trennen, wird ein modularer Filter entwickelt. Jedes dieser Filtermodule ist speziell für die Bindung und Freisetzung eines Elementes der Seltenen Erden entwickelt. Dies gelingt mit Hilfe von Peptiden (farbige Ringe), die im Inneren des Filters befestigt werden.

Bild: HZDR / B. Drobot

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Rohstoffe – so auch Seltene Erden – sind begrenzt. Da sie aber für jedes elektronische Gerät gebraucht werden, wird es immer wichtiger, sie zu recyceln. Bisher etablierte chemische Verfahren sind häufig umweltgefährdend und wirtschaftlich unrentabel. Wissenschaftler*innen des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) und der Universität Potsdam gehen deshalb neue Wege. Sie wollen mit Peptiden – also speziellen Eiweißen – die Seltenen Erden binden. Ein entsprechendes Projekt „PepTight“ wird vom BMBF mit 1,5 Millionen Euro gefördert. Am 8. November startet das Projekt mit einem Kick-off.

Eigentlich könnte alles ganz einfach sein ­– die Natur macht es uns vor. Projektkoordinator Dr. Björn Drobot vom HZDR-Institut für Ressourcenökologie schwärmt von diesen Vorbildern: „Wir wissen, dass die Natur in der Lage ist, Strukturen zu entwickeln, die sehr genau zwischen den einzelnen Seltenen Erden unterscheiden und diese hocheffektiv binden können.“ Genau das wäre die optimale Lösung, die dringend benötigten Rohstoffe umweltschonend und wirtschaftlich wiederverwenden zu können. Deshalb will Drobot diese Prozesse mit seinen Kolleg*innen erforschen und für die Praxis nutzbar machen. Damit könnte es gelingen, Seltene Erden aus Elektronikschrott oder auch aus Industrieabwässern zurückzugewinnen.

Gemeinsam mit Wissenschaftler*innen der Münchner Ludwig-Maximilians-Universität konnte Drobot bereits nachweisen, dass Eiweiße grundsätzlich zwischen verschiedenen Seltenen Erden unterscheiden können, wie das Fachmagazin Chemical Science jetzt berichtet. Diese Veröffentlichung zeigt, dass die Idee, auf der PepTight fußt, funktionieren kann.

Ziel dieses gemeinsam mit der Universität Potsdam gestarteten Projektes ist es, Peptide zu identifizieren, die in der Lage sind, hochspezifisch die Seltenen Erden zu binden. Im Idealfall finden die Forscher*innen analog dem Schlüssel-Schloss-Prinzip passende Peptide für die verschiedenen Seltenen Erden. Dazu untersuchen die Wissenschaftler*innen beispielsweise Flutungswässer stillgelegter Uranminen der Wismut, die eben auch Seltene Erden enthalten. „Wir wollen die Ionen aus den Wässern ziehen“, erklärt Drobot.

Doch er denkt noch einen Schritt weiter und will mit seinem Team letztlich ein modulares System entwickeln, das verschiedene Seltene Erden aus den Abwässern filtert und getrennt einer Wiederverwendung zuführt (siehe Abbildung). Jedes Modul wird dabei spezifisch dafür designt, ein anderes Element der Seltenen Erden zurückzugewinnen.
Das Projekt „PepTight“ ist interdisziplinär und zentrumsübergreifend angelegt. Seitens HZDR sind neben dem Institut für Ressourcenökologie das Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie und das Center for Advanced Systems Understanding beteiligt.

Redaktion: Kim-Astrid Magister


Weitere Informationen:
Dr. Björn Drobot I Institut für Ressourcenökologie
Tel.: + 49 351 260 2895 I E-Mail: b.drobot@hzdr.de

Medienkontakt:
Simon Schmitt | Leitung und Pressesprecher
Abteilung Kommunikation und Medien am HZDR
Tel.: +49 351 260 3400 | E-Mail: s.schmitt@hzdr.de