Onderzoekers winnen technologiegrondstof germanium uit planten

Een groep Duitse wetenschappers houdt zich bezig met de extractie van germanium, een belangrijke grondstof voor de bouw van elektronica, uit planten. Daarmee moet het vergaren van dit materiaal gemakkelijker en goedkoper worden.

Een van de onderzoekers, professor Hermann Heilmeier, legde in een gesprek met persbureau Reuters uit hoe de extractie van germanium in zijn werk gaat. Doorgaans wordt germanium in kleine hoeveelheden uit de grond gehaald, maar dit is een complex proces dat hoge kosten met zich meebrengt. De Duitse onderzoekers maken echter gebruik van planten om het zware werk te doen: zij zorgen ervoor dat planten germanium opnemen in de wortels, waarna het geëxtraheerd kan worden. Dat kan bijvoorbeeld met zonnebloemen, mais en rietgras.

Volgens Heilmeier is de extractie van germanium op deze manier aanzienlijk efficiënter dan met de conventionele methodes. Dat komt onder meer omdat de extractie plaats kan vinden in een biogasinstallatie. Omdat bij de omzetting van plantmateriaal in biogas het germanium eruit kan worden gehaald hoeft het opzetten van de extractiemethode weinig extra geld te kosten.

De onderzoekers zijn al enige jaren bezig met het doen van onderzoek naar germaniumextractie uit planten. Recentelijk hebben zij ontdekt wat de beste manier is om het productieproces op te schalen: momenteel wordt bij extractie slechts een aantal milligram germanium gewonnen per liter gefermenteerd plantmateriaal. De onderzoekers willen dit opschalen naar een gram per liter om het commercieel aantrekkelijk te maken. Door een financiële injectie van de Duitse overheid moet de extractie binnenkort grootschaliger worden gemaakt.

Germanium is een belangrijke grondstof die voor verscheidene elektronische apparaten wordt gebruikt. In de afgelopen jaren is gewaarschuwd voor een wereldwijd tekort aan germanium; het is een van de zeldzame aardmetalen, waarbij productie vooral in China plaatsvindt.

Reacties (58)

[mrjohni]

De term zeldzame aardmetalen, is nogal misleidend!
Dit slaat op het feit dat deze metalen zeer moeilijk te winnen zijn.

Het hoeft dus niet te betekenen dat het metaal daadwerkelijk zeldzaam is.
Het is gewoon een zeer dure onderneming om op een mileu vriendelijke wijze (lees op een goede manier de giftige stoffen verwerken die je hiervoor moet gebruiken) deze materialen te winnen.

Om deze metalen uit gesteente te halen gebruikt China (waar praktisch alle zeldzame aardmetalen gewonnen worden) zwaar chemische middelen met grote milieu vervuiling tot gevolg!

[ls470]

De term is des te meer misleidend dat germanium niet eens een zeldzaam aardmetaal is.

Zeldzame aardmetalen zijn de Lanthaniden (en blijkbaar Scandium en Yttrium erbij volgens wikipedia), terwijl germanium simpelweg een groep 4 halfgeleider is (staat recht onder silicium in de periodieke tabel)

[OddesE]

'Zeldzame aardmetalen' is een economische term, geen scheikundige.

[ls470]

heb je hier een duidelijke bron van? wanneer ik 'rare earth metals' zoek kom ik ongeveer altijd uit bij hetzelfde lijstje, waar germanium (niet te verwarren met gadolinium natuurlijk) nooit tussenzit.
bijvoorbeeld hieronder staat germanium als non-RE vermeld:
http://www.baotou-rareearth.com/ge.html

De enige plaats waar ze Ge een rare earth noemen is hieronder vermeld, maar op die specifieke website noemen ze bijna alles rare earth, bv ook zilver waarvan ik 100% zeker ben dat het er geen is:
http://www.buyrareearthme...arth-metals-germanium.php

[Verwijderd]

Mijn bron is simpelweg scheikunde en warenkennis. De term 'aardmetaal' heb ik vroeger nooit geleerd. Alle metaal komt immers uit de Aarde, of dat nu in modder zit of in gesteente of als verbinding aanwezig is.

'Rare earths' is een moderne term die blijkbaar aangeeft dat het metaal in bepaalde vorm in zachte materialen zit, zoals aarde. Volgens mij komen sommige ook voor in de zeebodem, bijvoorbeeld rond Hawaï. De metalen komen alleen voor in verbindingen omdat ze nogal reactief zijn.

Je kunt een onderscheid maken tussen zeldzaam en niet-zeldzaam door de edelmetalen zeldzaam te noemen en af te zetten tegen de ersten ijzer, zinc, koper, lood, tin en bauxiet, ofwel aluminium. Ik geloof dat de planeet voor 4.5% uit ijzer bestaat. Economische afwegingen zijn niet relevant voor de zeldzaamheid.

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 23 juli 2024 08:56]

[CivLord]

Dan mag je nog eens terug naar de schoolbanken. Zeldzame aardmetalen is de benaming van een groep scheikundige elementen in het periodieke stelsel van elementen.

[Verwijderd]

Dan bedoel je de aardalkalimetalen. "Zeldzame aardmetalen" bestaat niet als groep. Welke metalen zeldzaam zijn zie je niet in een periodiek systeem.

Iridium is het zeldzaamste metaal. Maar zit in dezelfde groep als goud en ijzer. Het periodiek systeem is geen onderverdeling in zeldzaamheid maar een op basis van chemische eigenschappen.

Er zijn nog wat andere elementen die nog zeldzamer zijn, maar dan praat je over misschien 30 gram op heel de wereld.

[hanszorn]

'Zeldzame aarden of zeldzame aardmetalen zijn zeventien zware scheikundige elementen die van nature in het heelal voorkomen.'
Bron: Wikipedia.

[Verwijderd]

Om deze metalen uit gesteente te halen gebruikt China (waar praktisch alle zeldzame aardmetalen gewonnen worden) zwaar chemische middelen met grote milieu vervuiling tot gevolg!

Ach ja... om antwoord te kunnen geven op jouw post, maak ik gebruik van een iPhone. Die worden door middel van uitbuiting van werknemers vervaardigd. De tin daarvoor wordt met gevaar voor eigen leven door mijnwerkers gewonnen uit tinmijnen (bron).
En dat is mede mogelijk gemaakt met elektriciteit dat verkregen wordt met olie van die dictators uit het Midden Oosten. Tegen die dictators moeten we zeker niet gaan protesteren, want anders moet het ministerie van buitenlandse zaken weer de banden gaan herstellen met de dictators, net zoals toen met de Islamstickers (bron).
Dus ik wil jou bij deze verzoeken om je kritiek over die Chinese milieuvervuiling te censureren
Okay, ik ga weer verder spelen met mijn iPhone. Laterz!!

[zarex]

Dat kan je wel tussen sarcasmetags plaatsen, maar soms krijg ik serieus het idee dat dat precies de houding is van de overheid daar.

[andreetje]

Dat denk ik ook. Een mensenleven heeft daar geen betekenis.

[Game_overrr]

Ik was laatst eens bij een college waarbij de spreker vertelde in Turkije geweest te zijn, hij vertelde dat materiaal daar meer kost als een mensenleven en dat er in de bouw geregeld iemand overlijd. Als het materiaal maar niet wordt aangetast..

[Major Oof]

Printer inkt is toch ook bijna 2x zo duur als mensenbloed?

[Cergorach]

Wat ik me afvraag is of de planten eetbaar blijven in dit proces. Dus de mais oogsten en vervolgens de rest van de biomassa gebruiken voor germanium extractie.

Oblegatory joke:
Veel Germanium wordt uit geraniums gehaald door German onderzoekers uit Germany...

[Borgmonster]

Ze halen het uit de wortels.
Elementen uit de grond halen gebeurt met veel meer planten.

Klaver om, ik meen, arsenicum uit de grond te halen en in de wortels op te nemen.

Zout uit de Flevolandse drooggelegde bodem door riet, et cetera.

Op zich is deze techniek dus niet schokkend nieuws. Wel dat er nu, na opschalen that is, een werkend proces lijkt aan te komen.

[polthemol]

maar deze metalen gaan niet verder de plant in dan in de wortels ? Als je de planten nog als voedsel kunt gebruiken naderhand is dat wel ideaal. Grond brengt dan opeens 2 keer iets op (germaniumwinning en bv. maisvelden).

[mae-t.net]

Zo lang je de eetbare delen niet als biomassa vergast, blijven ze eetbaar.

@hieronder: Leuk om te horen! Dat het niet schadelijk was, wist ik. Dergelijke stoffen zitten qua vindplaats en in het periodiek systeem in de buurt van allerhande stofjes die voor planten en dieren nuttig kunnen zijn, dus dat het ook daadwerkelijk gezondheidsbevorderend kan werken, verbaast me niet.

[Reactie gewijzigd door mae-t.net op 23 juli 2024 08:56]

[bigbadbull]

de vraag is nu net of die metalen dan niet in het voedsel terecht komt en of dit schadelijk is voor de mens. het zal alvast het productie proces niet ten goede komen.
1 ding, schadelijk is het gelukkig niet volgens wiki.
Begin 21e eeuw heeft onderzoek aangetoond dat enkele organische germaniumverbindingen een gunstige invloed kunnen hebben op de aanmaak van bloedcellen (rode en witte). Hierdoor kunnen deze verbindingen in toekomst mogelijk worden gebruikt om bijvoorbeeld schade die na chemotherapie ontstaat, sneller te herstellen. Aangezien deze verbindingen een remmende werking op neurotransmitters kunnen hebben, kunnen zij ook worden ingezet als pijnstillers.

[OddesE]

Het extractieproces gebeurt tijdens biovergassing... Dus nee dat smaakt niet lekker meer naderhand.

[matjojo]

waarvoor is germanium dus precies zo belangrijk?
--edit--

een snelle google brengt dit:
https://en.wikipedia.org/wiki/Germanium#Electronics
dus: semiconductors en LEDS.
En:
http://www.livescience.com/29520-germanium.html

Germanium has practical applications in:

fluorescent lamps and some LEDs
solar panels
thermal imaging applications
to detect sources of radiation such as in airport scanners
wide-angle camera lenses
in the core of optical fiber cables
as a catalyst and alloying agent

[Reactie gewijzigd door matjojo op 23 juli 2024 08:56]

[-Colossalman-]

Ook niet een onbelangrijke, minder technische reden:
Begin 21e eeuw heeft onderzoek aangetoond dat enkele organische germaniumverbindingen een gunstige invloed kunnen hebben op de aanmaak van bloedcellen (rode en witte). Hierdoor kunnen deze verbindingen in toekomst mogelijk worden gebruikt om bijvoorbeeld schade die na chemotherapie ontstaat, sneller te herstellen.

[NBK]

En na een avondje zuipen ?

[justmike]

leuk concept, maar op grote schaal zal het nooit wat worden. daarvoor is landbouwgrond veel te schaars. door de steeds groter wordende wereldbevolking heb je echt elke m² grond die beschikbaar is nodig voor voedselgewassen

[OddesE]

Ach dat is onzin. Nederland is een zwaar overbevolkt land. Grofweg de helft van de grond wordt gebruikt voor landbouw *en* veeteelt. En we hebben een groot overschot dat naar het buitenland geexporteerd wordt.

Verder zouden we met kassen nog veel verder kunnen gaan dan we al doen. Technisch is er eigenlijk maar één belemmering voor de hoeveelheid voedsel die we kunnen creeren en dat is energie, niet oppervlak.

Wat niet wil zeggen dat het een groot succes wordt....

[CivLord]

Nederland is een uitzondering, in die zin dat vrijwel 100% van de bodem geschikt is voor landbouw (wanneer er geen gebouwen op zouden staan).
Ik meen dat over de gehele aarde slechts 3% van het totale landoppervlak geschikt is om er een overschot op te verbouwen, m.a.w. dat je er meer landbouwgewassen vanaf kunt halen dan nodig is om de landbouwers te voeden.

Het zou anders zijn wanneer je ook een riet- of grassoort zou kunnen gebruiken die kan groeien op plaatsen waar geen voedselgewassen kunne groeien.

[laptopleon]

Hmmm, dat lijkt me zo weinig, heb je daar een bron bij?

Maar dan nog. Vergeet niet dat Nederland oorspronkelijk bestond uit bos, hei (oftewel arme zandgrond) moeras-achtig (turf) gebied, duinen, etc waar heel veel werk aan is geweest om er het huidige cultuurlandschap van te maken. Honderden meren zijn leeggepompt in Noord-Holland. Duingebied is gevlakt. Turf gestoken. Kwelders zijn ingepolderd, bossen ontgonnen etc. Arme grond bemest, drainage en sloten aangelegd. Dat kan vaak ook elders op aarde. In het midden-oosten groeien nu aardappels in de voornalige woestijn dankzij irrigatie en mest.

[CivLord]

Ik heb even moeten zoeken naar een bron. De oorspronkelijke bron kan ik niet vinden, maar wel wat basisgegevens op: http://en.worldstat.info/World/Land

In totaal wordt 37,9% van het landoppervlak agrarisch gebruikt.
Hiervan is 68,5% (26% van het totale landoppervlak) graasgebied voor vee.
10,9% van het landoppervlak is bruikbaar voor landbouw (het woord dat in de bron gebruikt wordt is 'arable', dat geeft de mogelijkheid aan, niet het daadwerkelijke gebruik).
Slechts 1,1% van het totale landoppervlak (2,9% van het agrarische land) wordt permanent gebruikt voor het verbouwen van landbouwgewassen.

Veel graasgebied ter wereld is onbruikbaar voor andere vormen van agrarisch gebruik. Nederland is hier ook een uitzondering, met weelderige weilanden die ook voor landbouw gebruikt zouden kunnen worden.
Het verschil tussen bruikbaar voor landbouw en permanent gebruikt voor het verbouwen van gewassen. zal verschillende oorzaken hebben. Ten eerste zal niet alle geschikte landbouwgrond ontgonnen zijn. Denk bv. aan natuurgebieden in Nederland die geschikt te maken zijn voor landbouw. Ten tweede zal niet alle grond die geschikt is voor landbouw geschikt zijn voor permanente landbouw. Denk bv. aan grond die na elke oogst een paar jaar moet rusten om opnieuw een oogst voort te kunnen brengen.
Waar in deze cijfers de landbouwgrond zit waar net genoeg op verbouwd kan worden om het gezin van de boer te voeden is onduidelijk. Het woord 'crops' dat in de bron gebruikt wordt bij het permanent gebruikt landbouwgebied wordt in de landbouw- en landgebruiksliteratuur vaak gebruikt om gewassen aan te duiden die verkocht worden. De algemene betekenis is natuurlijk alle gewassen die verbouwd kunnen worden, maar het gebruik in statistieken over landgebruik en landbouw suggereert dat hier landbouwgrond bedoeld wordt dat voldoende kan voortbrengen om verkocht te worden.
Al met al denk ik dat mijn eerdere opmerking dat slechts 3% van het totale landoppervlak geschikt is om een overschot op te verbouwen redelijk klopt.

Een groot deel van Nederland is inderdaad met veel werk geschikt gemaakt voor landbouw, maar dat is gedaan met minimale technische middelen (op de windmolens na, dat was indertijd hoogstaande technologie, maar daar zijn tegenwoordig goede low-tech oplossingen voor). Aardappelteelt in de woestijnen van het Midden-Oosten is alleen mogelijk met intensief gebruik van hoogwaardige en dure technologie. Dat is in een groot deel van de wereld voorlopig nog geen optie.

[laptopleon]

Als boerenzoon lees ik deze informatie gelukkig heel anders

Aardappelteelt in de woestijn is niet zo duur, want elk voorjaar liggen de Israëlische (woestijn)aardappels volop tegen concurrerende prijzen in de schappen bij de lokale Albert Heijn. Niet voor niets exporteert een land als Israël citrusvruchten, bloemen en zelfs zuivel.

Dat maar 2,9% van het landoppervlak nu wordt gebruikt voor landbouwgewassen, terwijl '10,9% arable' is, oftewel geschikt om bij wijze van spreke vandaag nog om te ploegen (en te bebouwen) betekent juist dat maar een kwart van de klaarliggende grond gebruikt wordt voor gewassen.

Meer on topic: De claim van @justmike dat dit project van germanium winnen niets gaat worden omdat landbouwgrond zo schaars is, is onzin: Niet alleen is landbouwgrond globaal gezien blijkbaar niet schaars, maar je hebt ook geen 'goede' landbouwgrond nodig hiervoor: Het artikel spreekt van 'zonnebloemen, mais en rietgras'. Mais groeit zo'n beetje overal waar gras groeit en rietgras groeit zelfs op vochtige en natte plekken zoals moerassen.

Natte plekken zijn doorgaans niet handig voor boeren. Het zou dus zomaar kunnen zijn dat méér dan de 37,9% grond die nu gebruikt wordt voor de landbouw, geschikt is voor deze germanium-teelt.

- - -

Maar dat is nog maar een fractie van wat er mogelijk is. Als 26% van de grond nu al graasgebied is voor vee, terwijl er op woestijngrond met de juiste inzet al rendabel aardappels geteeld kunnen worden, zegt dat iets over de mogelijkheden van de rest van de 38% agrarisch gebruikte oppervlakte.

[laptopleon]

Klopt.

Overigens zou het technisch best mogelijk zijn om er nog wat 'germaniumteelt' bij te doen op arme grond of zo. De vraag is eerder: Is het rendabel?

[Verwijderd]

Dit is niet iets voor gewone landbouw grond maar eerder bijvoorbeeld voor tuinbouw in kassen waarin (relatief) germaniumrijke grond kan worden aangevoerden gemengd met voedselrijke grond voor de planten. Je moet ook regelmatig de grond verversen uit een mijn of zoiets om het germanium gehalte op peil te houden.

[Berendhoo]

Zouden ze hier ook geraniums voor kunnen gebruiken?

[watercoolertje]

Ik las eerst dus geranium en dacht exact hetzelfde Maargoed vind het feit dat duitsers onderzoek doen naar germanium ook wel toepasselijk...

Zou wel grappig zijn als we met planten stoffen uit de grond gaan halen, maar dan heb je neem ik aan ook wel germanium rijke grond nodig?

[Reactie gewijzigd door watercoolertje op 23 juli 2024 08:56]

[Kevinp]

Germanium uit geraniums dat zou helemaal mooi zijn.
Ik moest het ook 4x lezen .

Is het eigenlijk toeval dat het hier om Duitsers gaan. of heeft de naam ook iets met Duitsland te maken.

[robvanwijk]

Is het eigenlijk toeval dat het hier om Duitsers gaan. of heeft de naam ook iets met Duitsland te maken.

Er zijn meer dan honderd elementen, op een gegeven moment was de inspiratie voor de naamgeving een beetje op.

quote: https://en.wikipedia.org/wiki/Germanium

Because very few minerals contain it in high concentration, germanium was discovered comparatively late in the history of chemistry. (..) Nearly two decades later, in 1886, Clemens Winkler found the new element along with silver and sulfur, in a rare mineral called argyrodite. (..) Winkler named the element after his country, Germany.

[OddesE]

Aan de andere kant ook weer niet geheel toevallig, want Duitsland was *huge* op wetenschappelijk gebied in die tijd.

[johnkeates]

Ik denk dat ze dat in Germany wel hebben

[Verwijderd]

Een jaar of veertig vijftig stond er in het blad van de VERON een leuk verhaal van iemand die probeerde geraniumdiodes te maken. Ik herinner me nog de spreuk The wise man said it couldn't be done, but the fool didn't know that, and did it.
En nu dit!

[DohnJoe]

Geraniumdiodes?

[Verwijderd]

zeg ik

[stresstak]

Geraniumdiodes?

Planten die alleen maar naar het licht toe groeien..

[Zayl]

Hoewel dit toch erg off-topic is, brengt het toch een lach op mijn gezicht in de ochtend

[agravain]

Toen ik dit las moest ik meteen aan een SF verhaal van Jack Vance denken:
De gave van de woorden / The gift of gab [1955]
In dit verhaal komt dit gegeven voor, er worden dieren / planten gebruikt om zeldzame, waardevolle stoffen uit zeewater te filteren. Grappig om te lezen dat dit nu echt in onderzoek is.

edit: typo's.

[Reactie gewijzigd door agravain op 23 juli 2024 08:56]

[CivLord]

Dit principe is al heel lang bekend. Er wordt ook al heel lang onderzoek gedaan om waardevolle stoffen op deze manier te verkrijgen. Vooral in zeewater.
Het probleem is alleen de efficiëntie. Alle methoden zijn tot nu toe duurder dan de gewonnen materialen waard zijn. Ook het proces dat in dit artikel genoemd wordt moet nog zeker 100 maal efficiënter, van enkele milligrammen per liter naar een gram per liter. Dat is een zeer grote stap en ik vrees dat we van dit proces nooit meer iets zullen horen. Met een beetje mazzel wordt hier wel voldoende mee geleerd om andere processen bruikbaar te maken, of andere grondstoffen wel efficiënt te kunnen winnen.

[Triblade_8472]

"grondstof die voor verscheidene elektronische apparaten wordt gebruikt."
Maar welk deel dan specifiek..?

Chips, printplaat, gorillaglass? Dus waarom is het nu zo belangrijk? T.net, ik mis net wat meer diepgang!

[dvraemdo]

Wij hebben op het werk enkele 'gammaspectrometrie'-detectoren staan die gebruik maken van een germanium-halfgeleider: https://en.wikipedia.org/wiki/Gamma_ray_spectrometer

[TimMer]

Ik ken het toevallig uit effectpedalen voor electrische gitaren; Fulltone gebruikt het bijvoorbeeld.

[mae-t.net]

Niet in het pedaal zelf, maar in de antieke (meest new old stock vermoed ik) transistoren die ze erin toepassen. Tot eind jaren '60 waren de meeste halfgeleiders op germaniumbasis, daarna op siliciumbasis omdat dat beter bruikbaar was. Tot jaren '90 werden er nog germaniumtransistoren geproduceerd, vooral in Oost-Europa en misschien Azië.

Tegenwoordig is germanium weer in opkomst bij de fabricage van IC's. Voordeel is dat de bandkloof (band gap) kleiner is, waardoor er (heel erg kort door de bocht) minder energie nodig is om te schakelen.

[IceTeaGX]

https://nl.wikipedia.org/wiki/Germanium#Toepassingen ?

of moet ik echt lmgtfy er bij halen?

[acemoo]

Nee, dit is gewoon een stuk diepgang die te verwachten valt bij Tweakers.

[The Bula King]

Tja, toch zal men eerst moeten gaan zoeken naar een goede locatie waar germanium te vinden is in de bodem waar de planten op staan.
Dus als ze die planten nu zetten op de gesteenten in China waar ze germanium uit halen,
Dan wordt het misschien interessant.
En nu nog de goudbloem planten over oude goudmijnen

[Verwijderd]

Doe mij wat ac128s voor mn fuzz pedalen. Die china made zijn echt waardeloos. Sloop nu allerlei jaren 60/ begin 70 apparatuur. Soms wordt geem en sill door elkaar gebruikt, waar ze maar goedkoop aan konden komen.