Gold und Nickel aus den Wurzeln

Kobalt ist ein begehrter Rohstoff für viele neue Technologien. Das silbergraue Metall wird für wiederaufladbare Batterien, Superlegierungen oder Magneten gebraucht. Seit dem Zweiten Weltkrieg ist die Nachfrage nach Kobalt stetig gestiegen. Große Vorkommen befinden sich in der Demokratischen Republik Kongo, wo die Förderung des Rohstoffs in den vergangenen Jahrzehnten verseuchte Böden hinterlassen hat. Ähnlich sieht es auf Neukaledonien im Pazifik aus. Dort hat der jahrelange Nickelabbau schwere Schäden an der Umwelt angerichtet. Abhilfe könnten hier wie auch auf dem afrikanischen Kontinent sogenannte Hyperakkumulatoren schaffen. Das sind Pflanzen, die - ähnlich wie eine Pumpe - Schwermetalle aus dem Boden saugen.

Derzeit sind weltweit rund 700 solcher Pflanzenarten bekannt. Beispiele sind das Mauer-Steinkraut (Alyssum murale) aus Europa, dessen Blätter Nickel enthalten, das ebenfalls in Europa heimische Glatt-Brillenschötchen (Biscutella laevigata), das mit Thallium aufwartet, eine als Haumaniastrum robertii bekannte Pflanze aus Afrika, die Kobalt in sich trägt, und die australische Blume Neptunia Amplexicaulis, deren Blätter mit Selen bestückt sind.

Pflanzen wie diese eignen sich nicht nur bestens, um Minenstandorte, die beim Abbau von Schwermetallen verseucht wurden, wieder zu sanieren. Sie können auch für Phytomining eingesetzt werden - das heißt, mit ihrer Hilfe könnten »Metalle nachhaltig extrahiert« werden, wie Antony Van der Ent, ein Pflanzenexperte von der Universität von Queensland, erläutert. Phytomining sei eine Art »Landwirtschaft für Metalle«, erklärt der Forscher, der hofft, dass die neue Technologie irgendwann eine Alternative zum umweltschädlichen Bergbau darstellen könnte.

Entdeckt wurden die ungewöhnlichen Qualitäten der Hyperakkumulatoren in den 1970er Jahren. Damals fand man heraus, dass der blau-grüne Gummisaft des Baumes Pycnandra acuminata auf Neukaledonien 25 Prozent Nickel enthält. Warum Pflanzen wie Pycnandra acuminata überhaupt die Fähigkeit entwickelt haben, große Mengen giftiger Metalle aufzunehmen, darüber rätseln die Forscher bis heute. Eine Vermutung ist, dass die Pflanzen so Fressfeinde abschrecken - es sich also um einen evolutionären Abwehrmechanismus handelt.

Der Fund auf der zu Frankreich gehörenden pazifischen Inselgruppe war nicht zuletzt eine große Überraschung, da man lange dachte, dass hohe Metallkonzentrationen toxisch für Pflanzen wären und sie über kurz oder lang eingehen würden. Doch stattdessen gedeihen die rund 700 Arten von Bäumen, Büschen und Blumen bestens - die meisten mit Nickel (rund zwei Drittel), andere mit Kobalt, Zink oder gar mit Gold.

2019 beispielsweise entdeckten Wissenschaftler der australischen Forschungsagentur CSIRO, dass der Schimmelpilz Fusarium oxysporum winzige Goldpartikel in seinem Gewebe ablagert. 2013 waren CSIRO-Forscher bereits auf Eukalyptusbäume in der Region um den Minenort Kalgoorlie in Westaustralien gestoßen, die Goldpartikel über ihr Wurzelsystem aus der Erde zogen und sie auf Blättern und Ästen ablagerten. »Der Eukalyptus agiert wie eine hydraulische Pumpe - seine Wurzeln breiten sich tief in die Erde aus und ziehen Wasser nach oben, das Gold enthält«, sagte der Chemiker des Teams Mel Lintern damals.

Antony Van der Ent testet derzeit in seinem Labor in einem Vorort von Brisbane den vielleicht bekanntesten Hyperakkumulator von allen - den Macadamia-Baum. Dabei hat er herausgefunden, dass die Blätter und das Harz, nicht aber die Nuss, reich an Mangan sind.

Grundsätzlich seien derartige Pflanzen in Ländern rund um den Äquator am häufigsten, berichtete der Forscher dem lokalen australischen Sender ABC. Neben Australien, Neukaledonien und der Demokratischen Republik Kongo kämen sie auch auf Kuba und in Brasilien vor. Das größte Potenzial sieht der Forscher bei Kobalt und Nickel, die beide bei der Batterieproduktion verwendet werden.

Erste Projekte, die die »grüne« Metallernte testen, gibt es auch schon. So haben Forscher der Université de Lorraine im französischen Nancy eine erste »Metallfarm« in Malaysia in Betrieb genommen. Diese experimentelle Farm »erntet« rund 200 bis 300 Kilogramm Nickel pro Hektar und Jahr. Der Forscher Van der Ent hält diese Ergebnisse für »vielversprechend«, von der Kommerzialisierung seien sie aber noch weit entfernt, meinte er. Deswegen wäre es wichtig, als nächsten Schritt einen Industriepartner zu finden, sagte der Experte.

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