Innovative Reagenzien
Drücker, Sammler, Promotoren, molekulare und chemische Liganden - sie alle dienen als Reagenzien bei der Gewinnung von Mineralien und metallhaltigen Rohstoffen. Am HIF integrieren wir neuartige zielspezifische Reagenzien in unsere Prozesse und entwickeln nachhaltige, hochselektive und wirtschaftliche Reagenzien mit hohem Durchsatz, um nicht nur die Effizienz, sondern auch die Umweltauswirkungen von Prozesstechnologien zu verringern.
Hier finden Sie einige Beispiele für unsere Studien, von denen viele in Zusammenarbeit mit der Industrie durchgeführt werden:
- CoSilFlot+ Projekt: Optimisierung und Upscaling von Reagenziensystem
- Nanopartikel als Drücker
- Polyether-verknüpfte Imidazol-2-thione, Imidazol-2-selenone und Imidazoliumsalze als Sammler
- Flotationsabtrennung von Bleiglanz aus Sphalerit mit Hyaluronsäure (HA)
- Lanthanoidextraktion durch Selbstorganisation von heterodinuklearen Zn(II)/Ln(III)-Schiffsbasen/Carbonsäure-Komplexen
- Synthesebedingungen für in-situ gezüchtete MIL-100 (Fe)-Chitosan-Glaskugeln
- Selektive Extraktionsmittel für das Recycling von Seltenerdmetallen aus lumineszierenden Fasern
Entwicklung von Bio-Reagenzien und Bio-Engineering für grüne Extraktionsreagenzien
Um die klassische Metallgewinnung effizienter zu gestalten und den Einsatz von Energie und giftigen Chemikalien zu verringern, entwickeln wir außerdem nachhaltige Reagenzien mithilfe biotechnologischer Methoden. Dazu nutzen wir:
Mikroorganismen
Mikroorganismen beeinflussen geochemische Prozesse wie die Verwitterung und Bildung von Gesteinen, indem sie sich an mineralische Bestandteile oder Metalle binden und diese durch Stoffwechselprozesse umwandeln. Wir erforschen diese Fähigkeiten, um neue Verfahren zur Metallgewinnung mit Hilfe der folgenden Mechanismen zu entwickeln: Biolaugung, Bioflotation und Biobenzinierung.
Beispiele:
Mikrobielle Stoffwechselprodukte
Mikroorganismen bilden Stoffwechselprodukte, die mit Mineralien oder gelösten Metallen interagieren. Wir testen mikrobielle Stoffwechselprodukte als Bioreagenzien in Extraktions- oder Trennverfahren. So werden zum Beispiel Biotenside als umweltfreundliche Bioreagenzien in Flotationsverfahren zur Abtrennung von Metallionen eingesetzt. Siderophore, bei denen es sich um mikrobielle Komplexbildner handelt, können zur Rückgewinnung von Gallium, Indium oder anderen Hightech-Elementen aus stark verdünnten wässrigen Lösungen eingesetzt werden, wie unsere GaLlophore-Technologie zeigt.
Beispiele:
Peptide
Spezielle Peptidverbindungen in Form eines Filters agieren als biologische Angel, um Gallium aus Industrieabwässern herauszulösen.
Bild: HZDR/Sahneweiß
Mit Hilfe der molekularen Biotechnologie entwerfen und adaptieren wir Biomoleküle für spezifische technische Anwendungen. Peptide - die Bausteine von Proteinen - können beispielsweise beliebig kombiniert werden, um ausgewählte Materialien oder Metalle zu binden. Wir wenden die so genannte Phagen-Surface-Display-Technologie auf Mikroorganismen (Bakteriophagen) an, die Peptide mit spezifischen Eigenschaften tragen. Durch molekulare Modellierung, Gentechnik und weitere Modifikation passen wir diese Peptide für den Einsatz in Trennverfahren oder für die Modifikation von Oberflächen an. Mehr Informationen dazu gibt es hier: Biokollekt und Pep2Rec.
Beispiele:
