Gallium, Indium und Germanium sind für die Halbleiterindustrie unverzichtbar. Sie stecken unter anderem in Wafern, Mikrochips, LEDs und Lasern. Zugleich ist Europa bei diesen Metallen stark von Importen abhängig. Ein neues Spin-off des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) will deshalb eine bislang wenig genutzte Rohstoffquelle erschließen: industrielle Prozessabwässer.

Biomoleküle fischen Metalle aus dem Abwasser

Das Sin-off Siderogain setzt dafür auf Siderophore. Diese Biomoleküle können bestimmte Metallionen besonders stark binden. In einem als Biosorption bezeichneten Verfahren nutzen die Forschenden diese Eigenschaft, um kritische Metalle auch aus schwach konzentrierten Prozessströmen selektiv abzutrennen. Die Technologie entstand in der biotechnologischen Abteilung des Helmholtz-Instituts Freiberg für Ressourcentechnologie. Erste Versuche mit Abwässern aus der Waferproduktion zeigten, dass sich Gallium nahezu vollständig binden lässt. Anschließend werden Metall und Biomolekül mit einem eigens entwickelten Trennverfahren wieder voneinander gelöst. Die Siderophore können danach erneut eingesetzt werden. Mehr als zehn solcher Zyklen überstanden die Biomoleküle bislang ohne Funktionsverlust. Langfristig sollen bis zu 100 Zyklen möglich sein. Auch für Indium und Germanium konnte das Team die grundsätzliche Eignung des Verfahrens nachweisen. Damit zielt die Technologie auf Rohstoffe, die für die europäische Halbleiterindustrie strategisch relevant sind und zugleich hohe Preise erzielen.

Vom Labor in die industrielle Anwendung

2025 erreichte das Verfahren den Pilotmaßstab. Gemeinsam mit dem Halbleiterhersteller Freiberger Compound Materials GmbH übertrug Siderogain die Technologie in eine Anlage am Standort Freiberg. Sie kann inzwischen bis zu 2.000 Liter Prozessabwasser pro Tag behandeln. Unter realen Produktionsbedingungen wollen die Partner nun untersuchen, wie sich das Verfahren weiter skalieren lässt und ob es wirtschaftlich eingesetzt werden kann. Aus dem Forschungsprojekt ist inzwischen ein Unternehmen entstanden. Siderogain wurde unter anderem durch das Helmholtz-Enterprise-Programm unterstützt und erhält seit August zusätzlich eine Förderung aus dem EXIST-Forschungstransfer. Damit sollen die Technologie weiterentwickelt, erste Kunden gewonnen und die Pilotanlage zu einem einsatzfähigen Prototyp ausgebaut werden.

hb