Grüne Metallsammler

Wirtschaftliche und rechtliche Hürden

Gründe dafür gibt es viele: Damit sich der Anbau der Pflanzen lohnt, ist ein hoher Marktpreis für das Metall notwendig. Zudem werden Böden benötigt, in denen das jeweilige Metall in höherer Konzentration als üblich vorkommt. Die Pflanzen selbst müssen das Metall nicht nur gut akkumulieren, sondern auch schnell wachsen – und sie sollten möglichst häufig zu ernten sein. Die Metall-Ausbeute auf einer Anbaufläche schwankt je nach Wetter und ist von der richtigen Düngung abhängig. Außerdem gibt es in manchen Ländern auch bürokratische Hürden: Geerntete Akkumulatoren-Pflanzen gelten dort wegen ihres Gehaltes an Schwermetallen als giftig, sodass entsprechende rechtliche Auflagen eingehalten werden müssen.

Die Lieferengpässe bei manchen Metallen während der Corona-Pandemie haben dazu geführt, dass sich Wissenschaftler weltweit wieder verstärkt mit dem Phytomining beschäftigen. Econick baut seine Versuchsfelder derzeit vor allem in Malaysia aus. Im Februar 2023 gründete die Firma zusammen mit dem Stahlhersteller Aperam das Gemeinschaftsunternehmen Botanickel mit dem Ziel, „weltweit führend in der verantwortungsbewussten und nachhaltigen Produktion von biobasiertem Nickel für die Edelstahlindustrie zu werden“. Nickel ist neben Chrom ein wichtiger Bestandteil nichtrostender Stähle.

Phytomining bietet aber neben der Gewinnung des Metalls in Reinform noch eine andere Möglichkeit, deren Erforschung der französischen Chemikerin Claude Grison den Europäischen Erfinderpreis 2022 einbrachte. Ausgangspunkt war 2007 die Frage einer Jugendlichen: Kann man Böden mithilfe von Pflanzen reinigen? Grison konnte sie nicht beantworten. Doch die Frage beschäftigte sie, und so vertiefte sie sich in die wissenschaftliche Literatur. Dabei wurde ihr bewusst, dass Böden beispielsweise von verlassenen Tagebauten nur mit großem Aufwand und unbefriedigendem Ergebnis behandelt werden können: Entweder hebt man den schwermetallhaltigen Boden aus und entgiftet ihn in einer Industrieanlage mit chemischen Verfahren. Oder man versucht, ihn vor Ort oder in einer Deponie beispielsweise mit Folien einzuschließen, um zu verhindern, dass sich die Schwermetalle ausbreiten und in das Grundwasser gelangen.

Erfindung der Ökokatalysatoren

Zwar waren schon Wissenschaftler vor Grison auf die Idee gekommen, den Boden mithilfe von akkumulierenden Pflanzen zu reinigen. Doch sie war die Erste, die einen Schritt weiterdachte: Wie wäre es, die reinigenden Pflanzen zu verwerten, indem man metallhaltige Katalysatoren daraus gewinnt? Solche Katalysatoren sind in der chemischen Industrie sehr begehrt: Die weitaus meisten Chemikalien lassen sich nur mithilfe von Katalysatoren überhaupt herstellen oder kostengünstig produzieren. Grison machte sich in Montpellier in einer Forschungseinrichtung des CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique) an die Umsetzung ihrer Idee. Mit Erfolg: Bereits 2010 reichte sie ein Patent „Verwendung von metallspeichernden Pflanzen zur Vorbereitung von Katalysatoren für chemische Reaktionen“ ein. Darin beschreibt sie chemische Verfahren, um aus den Pflanzen „Ökokatalysatoren“ zu gewinnen –, ohne den Einsatz von Lösemitteln und ohne umweltschädliche Abfälle.

Inzwischen hält Grison 45 Patente. Sie und ihr Team haben mithilfe der Ökokatalysatoren 5000 Substanzen hergestellt. Seit 2014 leitet sie am CRNS das Labor für bioinspirierte Chemie und ökologische Innovationen. Im gleichen Jahr gründete sie das Unternehmen Bioinspir, um die Ökokatalysatoren und damit hergestellte Stoffe zu verwerten. Abnehmer der Substanzen ist insbesondere die Kosmetikindustrie. Einer der Bioinspir-Stoffe ist bei Parfümeuren sehr beliebt, denn er ist für den Geruch von Jasmin verantwortlich. Grisons Methode ist auch eine neue Quelle für Katalysatoren, die zur Herstellung von biologisch abbaubaren Kunststoffen verwendet werden können. „Durch die Verknüpfung von Botanik und Chemie hat Claude Grison einen außergewöhnlichen Weg gefunden, zwei Probleme gleichzeitig zu lösen. Zum einen könnte ihre Lösung der chemischen Industrie helfen, ihre Umweltbelastungen zu verringern. Zum anderen hat sie eine neue und von unterschiedlichen Industriebranchen hoch geschätzte Rohstoffquelle erschlossen“, sagte António Campinos, Präsident des Europäischen Patentamtes anlässlich der Preisverleihung des Europäischen Erfinderpreises.

Verwüstete Regionen ergrünen

Ihr ursprüngliches Anliegen, verwüstete Bergbauregionen mit pflanzlicher Hilfe zu sanieren, hat Grison nie aus den Augen verloren. 2010 reiste sie nach Neukaledonien. Die Inselgruppe ist vor allem wegen der weltgrößten Lagune bekannt: einem UNESCO-Weltnaturerbe, umschlossen vom Neukaledonischen Barriereriff. Doch nicht nur traumhafte Natur kennzeichnet Neukaledonien, sondern ebenso Gebiete, die vom Nickeltagebau wortwörtlich verwüstet sind, insgesamt 30.000 Hektar. Grison startete daher ein Pilotprojekt zur Umwandlung von schwermetallhaltigem, unfruchtbarem Land in ein Ökosystem, das der natürlichen Vegetation ähnlich ist. Inzwischen gibt es dort insgesamt sechs Hektar große Versuchsfelder, die langsam ergrünen.