Neue CTC-Perspektive zeigt, wie Daten und Rückverfolgbarkeit zirkuläre Wertschöpfungsketten für Seltene Erde ermöglichen können
Ein neuer Perspektivartikel von Forschenden des Center for the Transformation of Chemistry (CTC), veröffentlicht in Chem Circularity bei Cell Press, untersucht eine der zentralen Herausforderungen des Recyclings von Seltenen Erden. Obwohl die chemischen Verfahren zur Trennung seltener Erdelemente bereits gut etabliert sind, argumentieren die Autorinnen und Autoren, dass fehlende Informationen, begrenzte Rückverfolgbarkeit und fragmentierte Datenflüsse oft verhindern, dass zirkuläre Lösungen im großen Maßstab umgesetzt werden können.
Recycling von Seltenen Erden ist nicht nur eine Herausforderung der Chemie
Seltene Erdelemente sind unverzichtbar für zahlreiche Technologien, die Elektrifizierung und Digitalisierung ermöglichen, darunter Elektrofahrzeuge, Windkraftanlagen, Katalysatoren, Spezialgläser und moderne Fertigungstechnologien. Obwohl industrielle Lösungsmittelextraktionsverfahren Seltene Erden bereits im großen Maßstab trennen können, bleiben die Recyclingquoten für Produkte am Ende ihres Lebenszyklus gering. Ein Grund dafür ist, dass wertvolle Bauteile, die Seltene Erden enthalten, während der Sammlung, Zerkleinerung und Abfallverarbeitung häufig ihre Identität verlieren. Sobald Materialien Teil heterogener Abfallströme werden, wird ihre Rückgewinnung deutlich komplexer, ressourcenintensiver und kostspieliger, obwohl sich an der zugrunde liegenden Trennchemie nichts ändert.
Das fehlende Bindeglied: Informationen entlang der gesamten Wertschöpfungskette
In ihrem Perspektivbeitrag argumentieren die Autorinnen und Autoren, dass Kreislaufwirtschaft zunehmend davon abhängt, Informationen über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg zu erhalten. Sie schlagen dafür einen datenbasierten Ansatz vor, der auf zwei miteinander verknüpften Informationsebenen basiert. Die erste Ebene konzentriert sich auf produktbezogene Inventare, die Informationen über Materialzusammensetzung, Komponentenidentität und End-of-Life-Pfade bewahren. Die zweite Ebene umfasst standardisierte prozessbezogene Datensätze, die erfassen, wie Recycling- und Trennprozesse unter realistischen Bedingungen funktionieren, einschließlich sekundärer Einsatzstoffe mit hohen Verunreinigungsanteilen. Gemeinsam können diese beiden Informationsebenen fundiertere Entscheidungen bei Sammlung, Sortierung und Materiallenkung unterstützen und dazu beitragen, Produktdesign und Recyclingleistung besser miteinander zu verknüpfen.
Auf dem Weg zu vorhersehbaren und skalierbaren Kreislaufsystemen
Die Autorinnen und Autoren schlagen vor, Informationsmanagement mit etablierten Trenntechnologien zu verbinden, um das Recycling von Seltenen Erden über einzelne Demonstrations- und Pilotprojekte hinaus weiterzuentwickeln. Verbesserte Rückverfolgbarkeit, standardisierte Daten und digitale Entscheidungswerkzeuge könnten Unsicherheiten reduzieren, die Robustheit von Prozessen erhöhen und die wirtschaftliche Tragfähigkeit von Recyclingpfaden stärken. Durch die Verknüpfung von Chemie, digitaler Infrastruktur und systemischem Kreislaufdenken soll der vorgeschlagene Ansatz dazu beitragen, widerstandsfähigere und besser skalierbare Lieferketten für kritische Rohstoffe aufzubauen. Der Perspektivartikel wurde von Thomas Kunze, Robin Schoemaker, Peter H. Seeberger und Theodore Tyrikos-Ergas verfasst und in Chem Circularity bei Cell Press veröffentlicht.
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Autoren: Thomas Kunze, Robin Schoemaker, Peter H. Seeberger, Theodore Tyrikos-Ergas,
