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Umweltschonendes Recycling : Ein Schatz schlummert in alten Energiesparlampen

  • -Aktualisiert am

Energiesparlampen:enthalten wertvolle Seltene Erden in ihren Leuchtstoffe Bild: dapd

Energiesparlampen enthalten neben Quecksilber auch wertvolle Seltene Erden. Beides gehört nicht in den Mülleimer. Mit einem schonenden Verfahren will man jetzt die begehrten Metalle nun wiedergewinnen.

          3 Min.

          Energiesparlampen haben die klassischen Glühbirnen mittlerweile fast überall abgelöst. Sie erzeugen Licht wesentlich effizienter als die althergebrachten Leuchtmittel mit ihren Drahtwendeln, und zwar durch Anregung von Quecksilberatomen, die daraufhin ultraviolettes Licht aussenden. Eine auf der Innenseite aufgebrachte Schicht aus verschiedenen Leuchtstoffen wandelt die energiereiche Strahlung in sichtbares Licht um. Etwa 20 Prozent dieser Leuchtstoffmischung besteht aus sogenanntem YOX, einer Yttriumoxid-Verbindung, die mit Europium dotiert ist und für die warmen, roten Farbtöne des ausgesandten Lichts sorgt.

          Yttrium und Europium gehören zu den Seltenen Erden, die in Smartphones, Handys und anderen Hightech-Geräten stecken. Diese Elemente sind äußerst wertvoll, weil sie nicht allzu häufig vorkommen, schwer abzubauen und aufzubereiten sind. Außerdem liegen in China die weltweit größten Lagerstätten. Deshalb sucht man nach Wegen, die YOX-Verbindungen aus alten Energiesparlampen zu recyceln, was jedoch mit großem Aufwand verbunden ist. Chemiker von der Katholischen Universität in Löwen haben nun ein vielversprechendes umweltfreundliches Verfahren entwickelt, mit denen sich der rote Leuchtstoff einfacher aus dem Abfall abtrennen und daraus Yttrium und Europium wiedergewinnen lässt.

          Flüssige Salze statt ätzende Säuren

          Alte Energiesparlampen werden üblicherweise in Glas, Kunststoffe und Metallreste getrennt, wobei man das Quecksilber entsorgt oder wiedergewinnt. Das Leuchtstoffgemisch wird jedoch in der Regel nicht aufbereitet, sondern allenfalls in Spezialdeponien gelagert. Denn das Gemisch setzt sich aus billigen halogenhaltigen Phosphaten, wertvollem Yttriumoxid und weiteren Verbindungen zusammen, die nur schwer voneinander separiert werden können. Ein Vorreiter beim Recycling der wertvollen YOX-Verbindung aus Leuchtstoffen ist die belgische Firma Solvay, die seit dem Jahr 2012 in einem Pilotprojekt das Leuchtstoffgemisch auftrennt - allerdings sind dazu große Mengen an Säuren und an Energie erforderlich.

          Einen anderen Ansatz haben kürzlich Chemiker um Koen Binnemans von der Katholischen Universität Leuven in Belgien entwickelt: „Wir lösen die Beschichtung nicht mit Säuren ab, sondern verwenden eine funktionalisierte ionische Flüssigkeit, die nur den roten Leuchtstoff aus der Leuchtstoffmischung herauslöst“, sagt David Dupont aus der Arbeitsgruppe von Binnemans. Ionische Flüssigkeiten bestehen aus großen organischen Molekülen, deren elektrische Ladungen sich wie die Ionen eines Salzes gegenseitig anziehen. Anders als anorganische Salze ordnen sie sich aber nicht zu einem festen Kristallgitter an, sondern bleiben flüssig. Diese flüssigen Salze können deshalb auch nicht verdampfen oder brennen. „Ionische Flüssigkeiten sind eine Art Designer-Lösemittel, die man gezielt auf bestimmte Anwendungen zuschneiden kann“, erklärt Dupont. Gibt man eine Leuchtstoffmischung in eine bestimmte ionische Flüssigkeit, so löst sich ausschließlich das YOX darin auf, während die anderen Bestandteile nicht in Lösung gehen. „Wir waren selbst überrascht, wie selektiv das YOX aus der Mischung herausgelöst wird“, erklärt Dupont.

          Schonendes Recyling auch im Tonnenmaßstab

          Mit diesem Verfahren benötigt man deutlich weniger Chemikalien, insbesondere Säuren und Energie, um Europium und Yttrium zurückzugewinnen. Das gelöste YOX wird mit einem weiteren Schritt schließlich aus der ionischen Flüssigkeit herausgefiltert und liegt anschließend mit einem Reinheitsgrad von 99,9 Prozent vor. Das reiche aus, um die YOX-Verbindung wieder als hochwertigen Leuchtstoff verwenden zu können, schreiben die belgischen Forscher in der Zeitschrift „Green Chemistry“. Auch die ionische Flüssigkeit kann weiter genutzt werden. „Zurzeit arbeiten wir nur mit einigen Gramm Leuchtstoffen im Labormaßstab“, erklärt Dupont. „Wir erwarten aber keine größeren Schwierigkeiten, wenn wir das Verfahren auf Kilogramm- oder Tonnen-Mengen hochskalieren.“

          Die belgischen Wissenschaftler forschen im Rahmen eines europaweiten Projekts zur Rückgewinnung von Seltenen Erden (www.rare3.eu), an dem auch 30 industrielle Partner beteiligt sind. Nach ihrer Schätzung könnten aus dem gebrauchten Leuchtstoffpulver, das bis zum Jahr 2020 anfällt, rund 25 000 Tonnen an Seltenen Erden wiedergewonnen werden.

          Allerdings hapert es noch beim allerersten Schritt in der Wiederverwertungskette: der korrekten Abgabe gebrauchter Energiesparlampen. Gerade für die privaten Haushalte ist der Aufwand bei der richtigen Entsorgung offenbar noch immer zu hoch: Manche Verbraucher wissen nicht, wo sie ihre Energiesparlampen abgeben können, viele sind zu bequem, um den nächsten Recyclinghof aufzusuchen. Nicht alle Händler sind verpflichtet, Energiesparlampen zurückzunehmen. Und so, schätzt die Deutsche Umwelthilfe, werden in Deutschland nur etwa 20 bis 30 Prozent der alten Lampen aus Privathaushalten getrennt gesammelt, der Rest dürfte im Keller oder sogar im Hausmüll landen.

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