Schon im Mittelalter und der frühen Neuzeit wollten die Alchemisten Unedles in Gold zu verwandeln. An der ETH ist jetzt Ähnliches gelungen: Es wurde zwar kein anderes chemisches Element in Gold verwandelt, doch mithilfe eines Nebenprodukts aus der Käseherstellung wurde aus Elektroschrott Gold gewonnen.
Elektroschrott enthält verschiedene wertvolle Metalle, darunter Kupfer, Kobalt und auch relevante Mengen an Gold. Dieses aus ausgedienten Smartphones und Computern zurückzugewinnen ist wegen der steigenden Nachfrage nach dem Edelmetall von Interesse. Bisherige Rückgewinnungsverfahren sind allerdings energieintensiv und benötigen hochgiftige Chemikalien. Die Gruppe von Prof. Raffaele Mezzenga präsentiert nun eine effiziente, kostengünstige und viel nachhaltigere Methode: Mit einem Schwamm aus einem Proteingeflecht ist es ihr gelungen, Gold aus Elektroschrott herauszufischen.
Für die Herstellung des Schwammes nutzten die Forschenden Molkenproteine. Diese denaturierten sie bei grosser Hitze und mit Säure, sodass sie in einem Gel zu Protein-Nanofasern aggregierten. Dieses Gel trockneten sie, wodurch ein Schwamm aus diesen Proteinfasern entstand. Um im Laborversuch Gold zurückzugewinnen, wurden die Metallteile der Elektronikleiterplatten von 20 alten Computern entfernt und in einem Säurebad aufgelöst, sodass die Metalle darin als Ionen vorlagen.
Legten die Forschenden den Proteinfaserschwamm in die Metallionen-Lösung, lagerten sich die Gold-Ionen an die Proteinfasern an. Auch andere Metall-Ionen können sich an die Fasern anlagern, Gold-Ionen lagern sich jedoch viel effizienter an als diese. In einem nächsten Schritt wurde der Schwamm erhitzt. Dadurch kristallisierten die Gold-Ionen zu Flocken, welche schliesslich zu einem Goldnugget eingeschmolzen wurden. Aus den Leiterplatten erhielt man ein rund 450 Milligramm schweres Nugget mit einem Anteil von 91 Prozent Gold an der Gesamtmasse (der Rest ist Kupfer). Dies entspricht knapp 22 Karat.
Die Technologie ist wirtschaftlich: Die Kosten für die Beschaffung der Ausgangsmaterialen und die Energiekosten des ganzen Prozesses sind zusammen 50-mal geringer als der Wert des Goldes, das zurückgewonnen werden kann. Neben Elektroschrott haben die Forschenden auch Industrieabfälle aus der Mikrochip-Herstellung oder von Vergoldungen im Visier. Ausserdem wollen sie untersuchen, ob sie die Proteinfaserschwämme auch aus anderen proteinhaltigen Neben- oder Abfallprodukten der Lebensmittelindustrie herstellen können.
