«Warum ist der Himmel blau? Wie entstehen die Wolken?» fragte sich Marie Perrin schon als Kind. «Schon damals war ich sehr neugierig», erinnert sie sich. Ihre Neugierde sorgte nicht nur dafür, dass die Tochter zweier Wissenschaftler die Welt um sie herum von Jahr zu Jahr besser verstand. Sie könnte auch bald ein Grund sein, warum sich diese Welt verändert. Die heute 27-Jährige hat mit ihrem Team an der ETH Zürich eine Methode entwickelt, mit der sich Seltene Erden recyceln lassen.
Wichtige Ressource für die Energiewende
Seltene Erden sind 17 Metalle, die in jeglichen modernen Geräten verwendet werden: in Batterien, Smartphones und Computern, in Windturbinen und Elektroautos. «Sie sind überall um uns herum», sagt Perrin, «aber nur ein Prozent aller Seltenen Erden wird recycelt.» Das Recycling wäre wichtig, denn durch die Energiewende werden immer mehr Seltene Erden benötigt. Ihre Gewinnung ist nicht nur teuer, sondern auch sehr umweltschädlich und setzt oft Radioaktivität frei.
Ausserdem schwebt ein geopolitisches Problem über ihnen: Rund 70 Prozent der Seltenen Erden werden in China abgebaut. Was das für den Rest der Welt bedeuten kann, zeigte sich im Jahr 2010. Damals kam es zu einem Konflikt zwischen China und Japan. China stoppte informell die Exporte von Seltenen Erden nach Japan. Die Preise stiegen um über 1000 Prozent und es kam zu Versorgungsengpässen in der ganzen Welt. «Wenn man das mit Erdöl vergleicht: Dort haben die grössten Exportländer einen Marktanteil von 30 bis 40 Prozent», erklärt Marie Perrin.
Glühbirnen aus ETH-Müll
«Wir hatten Glück, dass wir auf diese Methode gestossen sind», erinnert sich Perrin. Ursprünglich hatte ihre Forschung nichts mit dem Recycling von Seltenen Erden zu tun. Aber sie entdeckte, dass die Moleküle, die sie untersuchte, das Potenzial hatten, genau das zu tun. Die Chemikerin widmete sich der Forschungsarbeit: «Ich fischte alte Energiesparlampen aus den ETH-Recycling-Mülltonnen und experimentierte mit ihnen im Labor», sagt Perrin. Bis es ihr gelang, die Seltene Erde Europium aus der Glühbirne zu trennen.
Perrin vergleicht den Prozess mit dem Pizzabacken: Man stelle sich vor, man mischt eine Prise Salz in einen Pizzateig. Wie kann man das Salz zurückgewinnen, das sich nun im Teig verteilt hat? Man braucht etwas, das die Elemente des Teiges von den Elementen des Salzes unterscheiden und trennen kann. Im Fall von Marie Perrin heisst diese Zutat Tetrathiometallat. «Mit den bekannten Methoden musste dieser Vorgang mehrmals wiederholt werden», erklärt Perrin. «Das erfordert einen enormen Aufwand an Ressourcen.» Mit Perrins Verfahren kann die Seltene Erde Europium in einem einzigen Arbeitsgang in hoher Reinheit von den anderen Elementen der Glühbirne getrennt werden.
Eigeninitiative gefragt
Perrins Forschungsteam veröffentlichte die Ergebnisse in der Fachzeitschrift «Nature Communications», meldete ein Patent an und sah sich mit der Frage konfrontiert: Was nun? «Entweder man verkauft die Lizenz an grössere Chemieunternehmen oder man entwickelt die Technologie selbst weiter», erklärt Perrin. «Für mich war klar, dass ich es selbst machen wollte.» Das Risiko, dass das Potenzial des Verfahrens in einer Schublade bei einem grossen Unternehmen verstaubt, war ihr zu gross – wie auch die Neugierde, herauszufinden, wohin die Technologie sie führen könnte.
Zusammen mit einer alten Schulfreundin und ihrem Doktorvater gründete Marie Perrin das Start-up REEcover. Das Ziel: das Verfahren mit den Glühbirnen in einem ersten Schritt skalierbar zu machen. In einem zweiten Schritt soll es auf andere der 16 verbleibenden Seltenen Erden ausgeweitet werden. «Ich bin Forscherin und hatte keine Erfahrung im Unternehmertum», sagt die Französin. Aber ihre Neugier treibt sie auch hier voran: «Es gibt jeden Tag etwas Neues, das macht Spass.»
Vielversprechende Zukunft
«Unser Timing ist gut», ist sich Perrin bewusst. Die Europäische Union hat 2024 ein Gesetz zu kritischen Rohstoffen verabschiedet. Eines der Ziele des Gesetzes lautet, die Abhängigkeit von Seltenen Erden aus China zu verringern. Auch deshalb gilt REEcover als eines der vielversprechendsten Start-ups an der ETH.
