Bioökonomie International 2024: MAGMA - Abbau von Seltenen Erden durch Bioökonomie-Ansätze

Seltene Erden (REEs) sind entscheidend für Technologien in Elektronik, Verteidigung, Medizin und Verkehr. Schlüsseltechnologien zur Erreichung von Klimazielen, wie Motoren für Windturbinen und E-Mobilität, sind stark von REEs abhängig. Die Gewinnung von REEs im Bergbau ist jedoch ein mühsamer, energieintensiver Prozess, der die Umwelt belastet und einen großen Kohlenstoff-Fußabdruck hinterlässt. Aufgrund der hohen Kosten und des Aufwands werden viele Abfallströme aus dem Bergbau nicht verwertet. Ein kürzlich entdecktes Protein, Lanmodulin, kann Seltene Erden binden und ermöglicht nach Protein Engineering die selektive Trennung von Lanthan von anderen Metallen und REEs. Dies deutet auf das Potenzial anderer umweltfreundlicher Biochelatoren hin, die REEs selektiv binden und bei der biologischen Abtrennung aus komplexen Gemischen helfen können. Bisher wurden keine bergbauspezifischen Biome auf solche Biochelatoren untersucht. Dieses Projekt zielt darauf ab, neue REE-chelatbildende Proteine aus REE-reichen Umgebungen wie den Tailings einer stillgelegten Uranmine und CO2- sowie methanreichen Meeresbiomen zu identifizieren, die REE-abhängige methanotrophe Bakterien beherbergen. Hierfür nutzen wir hochmoderne bioinformatische metagenomische Sequenzsuchen und funktionelles Screening im Ultra-Hochdurchsatz. Das Projekt wird durch die Expertise der University of Queensland in Umweltgenomik und unsere mikrofluidische Ultrahochdurchsatz-Analyseplattform unterstützt. Nach der Entdeckung und Weiterentwicklung werden neuartige Biochelatoren in Pilotstudien mit Bergbauabfällen getestet. Das Ziel ist die Entwicklung einer Technologie zur Förderung eines nachhaltigen Bergbaus.