Kritieke grondstoffen en metalen, zoals zeldzame lichte en zware aardmetalen, zijn hard nodig in onze moderne samenleving: we gebruiken ze bijvoorbeeld in elektronica, hernieuwbare energie, hightech toepassingen, de lucht- en ruimtevaart, en moderne productieprocessen. De grondstoffen komen uit een beperkt aantal landen en worden nauwelijks gerecycled.
Metalen terugwinnen
Het onderzoeksteam van BioXtract wil die metalen terugwinnen uit verschillende afvalstromen, bijvoorbeeld e-waste. Hiervoor willen ze micro-organismen en biogeochemische processen inzetten. "In ons project, BioXtract, gebruiken we de biogeochemische processen die de metaalcycli van de aarde al miljoenen jaren vormgeven,” legt microbioloog Martyna Glodowska uit. "Onze aanpak werkt hetzelfde als in natuurlijke systemen, maar we versnellen en controleren deze voor industriële toepassing.
Dit alles gebeurt op een gecontroleerde manier, stap voor stap. "Eerst laten we redox-actieve micro-organismen metalen vrijmaken uit complexe afvalmaterialen. Vervolgens passen we (bio)sorptiemechanismen toe: het binden van opgeloste metalen aan mineralen of organisch materiaal. Tot slot gebruiken we specifieke processen die geïnspireerd zijn op biogeochemie. Hiermee laten we de individuele metalen één voor één weer loskomen en scheiden we ze van elkaar,” vertelt Glodowska.
Van fundamenteel onderzoek naar toepassing
Om al deze stappen uit te kunnen voeren, werkt Glodowska samen met een internationaal en interdisciplinair team, met onderzoekers gespecialiseerd in geomicrobiologie, geochemie, mineralogie, geologie en modelleren.
“Deze interdisciplinaire achtergrond is essentieel voor het BioXtract-project,” zegt Glowdowska. “Elk teamlid is verantwoordelijk voor specifieke taken en experimentele workflows, waardoor we meerdere activiteiten tegelijkertijd kunnen uitvoeren en onze aanvullende expertise optimaal kunnen inzetten. Binnen het tijdsbestek van één jaar willen we aantonen dat biogeochemisch aangestuurde metaalterugwinning zowel technisch effectief als economisch haalbaar kan zijn.”
Op deze manier draagt het project zowel bij aan het begrijpen van het gedrag van metalen in het milieu, als aan het actief toepassen van die principes om kritieke en technologisch belangrijke metalen op een duurzame en efficiënte manier terug te winnen.
Duurzame (Europese) metaalterugwinning
Het project wordt gefinancierd door SPRIN-D’s Tech Metal Transformation Challenge, dat tot doel heeft innovatieve processen te ontwikkelen en te valideren voor de terugwinning van kritieke metalen uit complexe afvalstromen.
“Met deze uitdaging willen we een aanpak ontwikkelen die niet alleen efficiënt is, maar ook milieuvriendelijk en duurzaam, met een lage energiebehoefte en minimaal gebruik van chemicaliën. Uiteindelijk hopen we aan te tonen dat onze strategie een betekenisvolle bijdrage kan leveren aan Europa’s transitie naar een circulaire en groene economie, door afvalstromen om te zetten in waardevolle grondstoffen en tegelijk de milieu-impact te verminderen."
