Die Zahlen sind alarmierend: 2022 fielen weltweit 62 Milliarden Kilogramm Elektronikschrott an – 7,8 Kilogramm pro Person. Zwischen 2010 und 2022 verfünffachte sich diese Menge. In Europa werden zwar 40 Prozent korrekt entsorgt, doch der Rest wird verbrannt oder deponiert. Dabei steckt in Elektronikschrott ein enormer Schatz: 50 Prozent Metalle, darunter Gold in Konzentrationen, die herkömmliche Minen um das Hundertfache übertreffen.
Gleichzeitig belastet der traditionelle Goldabbau die Umwelt massiv. Für eine Tonne Gold müssen 100'000 Tonnen Erz bewegt werden. Das Metall wird mit Sprengsätzen oder giftigen Cyanidlaugen herausgelöst, was verheerende Auswirkungen für Ökosysteme rund um Minen hat. Sieben Prozent des verfügbaren Golds sind heute in Elektronik gebunden, aber nur 20 Prozent davon werden recycelt. Das muss sich dringend ändern.
Raffaele Mezzenga, Professor an der ETH Zürich, erkannte das Potenzial eines ungewöhnlichen Materials: Molke aus der Käseproduktion. Molkenproteine binden Metalle durch schwache molekulare Wechselwirkungen – besonders gut solche mit grossem Molekulargewicht wie Gold.
Der Trick liegt in der Verarbeitung: Die Forschenden wandeln Molke in hochporöse Aerogel-Schwämme um. Dazu werden die Proteine bei tiefem pH-Wert und hoher Temperatur denaturiert, ausgefällt und gefriergetrocknet. Das Resultat ist ein leichter, poröser Festkörper mit enormer Oberfläche.
Bevor das Gold gebunden werden kann, muss der Elektronikschrott vorbereitet werden: Metallhaltige Bauteile werden isoliert, mechanisch zerkleinert und mit Standardsäuren ionisiert. Die entstehende Lösung enthält zwar nur 1 Teil pro Million Gold, aber 1000 Teile pro Million Kupfer und Eisen. Hier zeigt sich die Stärke der Molke-Aerogele: Nach mindestens einem Tag Inkubation bindet der Schwamm zu 90 Prozent Gold und nur zu 10 Prozent Kupfer. Die Affinität von Gold für Molkenproteine ist so hoch, dass es fast alle Bindungsplätze einnimmt, was selbst Mezzenga überrascht. Das Aerogel kann dabei 20 Prozent seines Eigengewichts an Gold aufnehmen.
Der letzte Schritt ist simpel: Der beladene Schwamm wird bei über 1000 Grad Celsius verbrannt. Übrig bleiben Goldnuggets mit 91 Prozent Reinheit – 22 Karat. «Elementares Gold erhebt sich wie ein Phönix aus der Asche», schwärmt Mezzenga. Aus 20 Computer-Hauptplatinen entstand so ein 450-Milligramm-Nugget. Selbst mit allen Prozesskosten ergibt sich eine Wertschöpfung um Faktor 50.
Die Vision geht weiter: Tests mit Handys und Mikrochip-Abfällen verliefen erfolgreich, die Skalierung läuft. Mezzenga hofft zudem, mit Aerogelen aus anderen Lebensmittelabfällen weitere Metalle oder sogar Hormone selektiv zu binden. «Lassen wir uns überraschen, was die Natur für uns bereithält.»
Die PX Group, ein Schweizer Goldverarbeiter für die Uhrenindustrie, verfolgt einen anderen, aber ebenso innovativen Weg. 2020 entschied sich das Unternehmen, einen eigenen, ethischen Zugang zu Gold aufzubauen. Das Gold sollte so umweltverträglich wie möglich gewonnen werden, betont Andreas Blatter, Direktor Forschung und Entwicklung.
Das konventionelle Verfahren ist problematisch: Elektronikschrott wird verbrannt, Metalle bleiben zurück, Gold wird herausgelöst. Das verbraucht enorm viel Energie, produziert Treibhausgase und giftige Substanzen und hinterlässt Berge von Sondermüll. Zudem wird der Schrott oft weit transportiert – ökonomisch und ökologisch unsinnig.
Die PX Group setzt dagegen auf ein dezentrales Verfahren, das direkt dort eingesetzt wird, wo Elektronikschrott anfällt. Der Prozess ist elegant: Nach der Trennung von Plastik und Metall wird das Metall gemahlen und in einen Tank gegeben. Dort löst eine biogene Substanz – hergestellt von Bakterien des Partners Brain Biotech – das Gold aus dem Material. Die Bakterien fermentieren eine Zuckerlösung zu einer Flüssigkeit, die Gold lösen kann, dabei aber relativ pH-neutral ist und nicht als Sondermüll entsorgt werden muss.
Anschliessend wird die Lösung mit einem Harz filtriert; so bleibt das Gold am Harz haften. Nach dem Trocknen und Verbrennen des Harzes bleibt reines Gold zurück. Mit diesem Verfahren kann die PX Group die starken Säuren und andere sehr giftige Stoffe umgehen, mit denen die Goldgewinnung normalerweise arbeitet und die Ökosysteme rund um Minen auf Jahre hinaus schädigen.
Alexandra Levesque, Head of Innovation and Development bei der PX Group, betont, dass das Verfahren funktioniere und technisch machbar sei. Jetzt gehe es darum, den Prozess zu skalieren und ein Netzwerk von Partnerunternehmen aufzubauen, damit auch die ökonomische Rentabilität bewiesen werden kann. Das Potenzial ist enorm: Weltweit könnten jährlich 20 bis 30 Tonnen Gold aus Elektronikschrott gewonnen werden. Und das Verfahren könnte Impulse für Wertstoffkreisläufe in vielen anderen Industrien setzen.
Diese beiden Showcases verdeutlichen einen fundamentalen Wandel im Umgang mit Ressourcen. Abfall ist nicht länger nur ein Entsorgungsproblem, sondern eine wertvolle urbane Mine. Beide Ansätze – der wissenschaftliche der ETH Zürich und der industrielle der PX Group – zeigen, dass umweltfreundliches Recycling nicht nur ökologisch, sondern auch ökonomisch sinnvoll ist.
Was diese Innovationen gemeinsam haben: Sie ersetzen umweltschädliche Chemikalien durch biobasierte Lösungen, funktionieren hochselektiv und effizient, und sie schliessen Kreisläufe. Die Molke-Methode beeindruckt durch ihre Selektivität und den eleganten Weg, zwei Abfallströme zu kombinieren. Das bakterielle Verfahren überzeugt durch seine Dezentralität und Skalierbarkeit für industrielle Anwendungen.
Zugleich zeigen die Beispiele die Stärke des Schweizer Innovationsökosystems: Die ETH Zürich liefert Grundlagenforschung auf Weltniveau, die PX Group übersetzt Innovation in industrielle Praxis. Beide Projekte demonstrieren, dass die Schweiz nicht nur in der Präzisionsindustrie, sondern auch in der nachhaltigen Kreislaufwirtschaft eine Vorreiterrolle einnimmt.
Die Botschaft ist klar: Die Rohstoffe der Zukunft liegen nicht tief unter der Erde, sondern in unseren Schubladen und auf Recyclinghöfen. Mit intelligenten, biobasierten Verfahren können wir diese urbanen Minen erschliessen – für eine Wirtschaft, die Ressourcen schont statt verschwendet.
