Gewinnung kritischer Rohstoffe wie Lithium, seltene Erden und Metalle/Halbmetalle aus Meerwasser (LiMare)

Im Rahmen des Projektes soll eine Versorgungssicherheit für Deutschland mitgestaltet werden, um Schlüsselelemente, die für die Energiewende notwendig sind, aus heimischen Ressourcen bereitzustellen. In dem interdisziplinären Verbund LiMare wird dazu ein hocheffizientes, praktikables Verfahren entwickelt, mit dem kritische Rohstoffe selektiv und umweltfreundlich aus dem Meerwasser gewonnen werden können. Sie sollen möglichst selektiv an funktionalisierte magnetische Nanopartikel (MNP) in einem Durchfluss-Magnetschwebereaktor adsorbieren. 

Teilvorhaben „Bestimmung der Einflüsse auf das Ökosystem Meer“

Das Teilvorhaben hat zum Ziel eine Risikoabschätzung für die neue Technologie abzugeben. Es sollen Szenarien simuliert werden in denen MNP-Kronenether aus den Reaktoren in die Umgebung austreten. Zudem sollen Umwelteffekte untersucht werden, die mit dem aus den Reaktoren wieder ausgeleiteten Ionen abgereichertem Meerwasser einhergehen. Im Fokus stehen hierbei die Änderungen der mikrobiellen Gemeinschaften und ihrer Stoffwechselwege aus der Wassersäule und in marinen Sedimenten und wie diese den biogeochemischen Stoffkreislauf ändern. Es sollen verschiedene Arten von Inkubationsexperimenten mit Sedimentkernen und der überliegenden Wassersäule durchgeführt werden, um mögliche Risikoabschätzungen bei Reaktorleckagen und Effekte des Ionen abgereicherten Wassers zu klassifizieren. Hierbei sollen a) Inkubationsexperimente mit MNPs sowie solcher, die mit Kronenether funktionalisiert wurden zu der Wassersäule gegeben werden und ein Sedimentieren am Boden simuliert werden. Die Toxizität dieser Partikel in der Wassersäule und im Sediment auf die mikrobielle Gemeinschaft sowie möglicher Verschiebungen der Stoffkreisläufe soll hier untersucht werden. Gleichzeitig werden b) Verdünnungsreihen mit diesen MNP durchgeführt um die Schwelle möglicher Toxizität zu ermitteln. Zudem sollen c) die Einflüsse des Meerwassers, das durch die Reaktoren fließt, dort an Ionen abgereichert wird und dann wieder in die Umwelt austritt, auf natürliche vorkommende mikrobielle Konsortien und somit auf den biogeochemischen Kreislauf untersucht werden. 

LiMare-Team

Mirjam Perner (PI, GEOMAR)

Anton Jaklin (Technischer Assistent, GEOMAR)

Kooperationspartner

Hydroisotop GmbH (Konsortialführer)

Solexperts GmbH

TU München – Lehrstuhl für Analytische Chemie und Wasserchemie & Institut für Wasserchemie

TU München – Munich Institute of Biomedical Engineering

Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, Arbeitsgruppe Wasseraufbereitung und Stofftrennung