US-Wissenschaftler entwickelt revolutionäre Methode zur Gewinnung Seltener Erden aus Elektroschrott

Ein texanischer Chemiker könnte die Lösung für Amerikas kritische Abhängigkeit von chinesischen Seltenen Erden gefunden haben. James Tour von der Rice University in Houston hat eine bahnbrechende Technologie entwickelt, die aus Bergen von Elektroschrott wertvolle Metalle extrahieren kann – und das in Sekundenschnelle.

Blitzschnelle Hitze gegen Chinas Monopol

Die Methode klingt verblüffend einfach: Durch das sogenannte Flash-Joule-Heating werden ausgediente Elektronikgeräte innerhalb von Millisekunden auf mehrere tausend Grad erhitzt. "Ein Blitz genügt", erklärt Tour. Die Metalle verdampfen, verbinden sich mit Chlorgas zu Chloriden und können bei unterschiedlichen Temperaturen getrennt voneinander gewonnen werden.

Das Prinzip ähnele einer Glühbirne, so der Wissenschaftler – nur dass hier die Energie in kurzen, intensiven Stößen komme. "Metalle sind unendlich recycelbar", betont Tour. Im Gegensatz zu herkömmlichen, aufwendigen Verfahren sei seine Methode von bestechender Einfachheit: "Man blitzt, und fertig."

Amerikas verlorene Vormachtstellung

Die Dringlichkeit dieser Innovation könne kaum überschätzt werden. China kontrolliere derzeit über 90 Prozent der weltweiten Produktion von Seltenerden-Magneten – unverzichtbare Komponenten in Elektrofahrzeugen, Windkraftanlagen, Smartphones und Militärtechnik. Bei bestimmten Elementen wie Samarium, das in Kampfjets und Kernreaktoren zum Einsatz komme, sei China sogar der einzige Lieferant weltweit.

"Wir haben nicht erkannt, dass wir etwas verkauften, das sich als äußerst wichtig für unser Land herausstellen würde"

Tour spielt damit auf fatale Fehlentscheidungen der US-Politik an. Bis 1991 waren die Vereinigten Staaten führend in der Produktion Seltener Erden. Die Mountain Pass Mine in Kalifornien versorgte den Weltmarkt. Doch Umweltprobleme führten zur Schließung – just zu dem Zeitpunkt, als China seine strategische Offensive begann.

Besonders verheerend wirkte sich der Verkauf von Magnequench aus, dem damaligen Marktführer für Seltenerden-Magnete. Trotz massiver Einwände des Pentagons genehmigte die US-Regierung 1995 den Verkauf an eine chinesische Tarnfirma. 2004 schloss Magnequench sein Werk in Indiana und verlagerte die Produktion nach China. Ein Jahr später begann Peking, Exportsteuern auf Seltene Erden zu erheben.

Aus Müllbergen werden Schätze

Die Vereinigten Staaten produzieren jährlich 7,2 Millionen Tonnen Elektroschrott – etwa ein Achtel der weltweiten Menge. Das entspreche 46 Pfund pro Amerikaner. Diese wachsenden Müllberge könnten sich nun als unerwarteter Glücksfall erweisen.

"Wir haben diese Berge von Abraum, auf die wir zugreifen können, und wir haben diese ständig wachsenden Berge von Leiterplatten", erklärt Tour. Seine Methode könne diesen "spiralförmig wachsenden Albtraum" von Deponien in einen wahren Schatz verwandeln.

Lucas Eddy, Technologieentwicklungsmanager bei Flash Metals USA, einer texanischen Firma, die Tours Verfahren lizenziert hat, sieht die praktische Umsetzung bereits vor sich: "Der wahre Grund, warum ein Abfallprodukt Abfall ist, liegt nicht daran, dass es schlecht ist, sondern daran, dass es nicht genutzt werden kann."

Alte Technik neu gedacht

Die Joule-Erwärmung – das Durchleiten von elektrischem Strom durch einen Leiter zur Wärmeerzeugung – sei seit den 1840er Jahren bekannt. Sie finde sich in jedem Haushalt: in Toastern, Heizgeräten, Öfen und Haartrocknern. Doch niemand habe bisher daran gedacht, sie für Elektroschrott zu nutzen.

Die Forschung begann mit der Lektüre einer wissenschaftlichen Arbeit über die Herstellung metallischer Nanopartikel mittels Flash-Joule-Heating. Tours Team testete die Technik zunächst an Kohlenstoff und entdeckte, dass sich damit hochwertiges Graphen kostengünstig herstellen ließe. Dann wandten sie sich der Extraktion der dringend benötigten Seltenen Erden zu.

"Es ist wirklich lebendige Chemie in Aktion", schwärmt Eddy. "Man sieht einen Regenbogen von Farben." Jeder Farbwechsel repräsentiere ein Metallelement, das sich abgetrennt habe. Seltene Erden mit ihren besonders hohen Siedepunkten kämen meist zuletzt – oft als weißes Pulver.

Strategische Bedeutung für Amerikas Zukunft

Die Defense Advanced Research Projects Agency habe bereits Interesse bekundet und das Team gebeten, das Verfahren industrietauglich zu machen. Unter einem Bundesvertrag experimentierte die Gruppe mit verschiedenen Methoden zur Senkung der Siedepunkte und entschied sich schließlich für Chlorgas – ein "revolutionärer" Schritt, wie Eddy betont.

Tour sieht in seiner Technologie einen Weg zur amerikanischen Unabhängigkeit: "Es würde uns eine Landkarte geben, um unabhängig zu werden." Mit Investitionen von nur einigen zehn Millionen Dollar ließe sich die Produktion starten – "nicht viel, wenn es um diese Art der Fertigung geht", besonders im Vergleich zu den 15 Jahren, die der Aufbau einer neuen Mine benötige.

Angesichts der jüngsten chinesischen Drohungen, den Zugang zu Seltenen Erden drastisch einzuschränken, habe Washington nur ein kurzes Zeitfenster. Die einjährige "Waffenruhe" müsse genutzt werden, um die Lücke zu schließen. Tours Blitz-Technologie könnte dabei der entscheidende Trumpf sein – eine amerikanische Innovation, die aus Abfall wieder strategisch wichtige Rohstoffe macht und gleichzeitig die jahrzehntelange Abhängigkeit von China beenden könnte.

Die Ironie der Geschichte: Während die Politik der letzten Jahrzehnte Amerika in diese prekäre Lage manövriert hat, könnte nun ausgerechnet der angehäufte Elektroschrott – Sinnbild einer wegwerforientierten Konsumgesellschaft – zum Schlüssel für die nationale Sicherheit werden. Ein texanischer Wissenschaftler zeigt, wie aus vermeintlichem Müll strategische Unabhängigkeit entstehen kann. Es bleibt zu hoffen, dass die neue Regierung unter Friedrich Merz diese Chance nicht wieder verschläft, wie es ihre Vorgänger mit fatalen Folgen taten.