Wenn es so einfach wäre !
Ein Blitz genügt. Damit kann laut James Tour die USA Chinas Dominanz im Bereich der Seltenen Erden brechen.
In den USA brauchen die Professoren natürlich auch Geld für Forschung und Marketing ist da sehr wichtig. In der Theorie und im Labormaßstab kann man da natürlich was machen, aber bevor das im Industriemaßstab aufgebaut werden kann braucht es erstmal eine Pilotanlage und Jahre der techn. Verfeinerung. Elektronikschrott ist wahnsinnig schwierig zu behandeln, am einfachsten ist da noch das Kupfer der leiterplatinen herauszuholen, alles andere ist ein Mischmasch aus Plastik, Chemikalien und verschiedensten Metallen und Kunststoffen. Einfach alles zermalen und dann den Blitz durchjagen erzeugt jede Menge Giftgas und toxische Salze. Ich glaube nicht das dieses Verfahren in absehbarer Zeit eine Chance hat.
Die 3 Hauptprobleme sind:
A. Energiekosten und -infrastruktur
- Hoher Energiebedarf: Obwohl der Prozess effizient ist (wenig Wärmeabgabe), benötigt das schnelle Erhitzen von Materialien auf Tausende von Grad in Millisekunden eine enorme kurzfristige elektrische Leistung (Spitzenlast).
- Fazit: Die Stromkosten und die Kosten für die Infrastruktur zur Bereitstellung dieser Hochleistungsimpulse könnten sehr hoch sein. Die Wirtschaftlichkeit hängt stark davon ab, wie hoch der gesamte Energieverbrauch pro Kilogramm Seltene Erden ist.
B. Prozessstabilität und Materialkosten
- Chlorgas-Handhabung: Chlorgas ($Cl_2$) ist hochgiftig, ätzend und anspruchsvoll in der Handhabung. Es erfordert spezielle, teure, korrosionsbeständige Anlagen und strenge Sicherheitsvorkehrungen, was die Anlagenkosten (CAPEX) erhöht.
- Prozessskalierung: Es ist eine Sache, diese Methode im Labormaßstab zu demonstrieren. Es ist eine andere, sie auf industriellen Maßstab (Tonnen pro Tag) zu skalieren. Die Zuverlässigkeit der Impulsstromversorgung und die Materialbeständigkeit bei extremen Temperaturen und Gasen müssen sich im Dauerbetrieb erst noch beweisen.
C. Umweltbelastung und Genehmigung
Das Abgas des Joule-Heizprozesses nicht vorbehandelten Elektronikschrotts wäre hochgiftig (enthält Dioxine, Furane, Schwermetallchloride, und $HCl$) und müsste extrem aufwendig gereinigt werden, bevor es freigesetzt werden darf. Die Kosten und die Komplexität dieser Abgasreinigung würden die Wirtschaftlichkeit des gesamten Prozesses stark beeinflussen. Der Elektronikschrott müsste vorbehandelt werden, um die Kunststoffe zu entfernen. Dies erfolgt typischerweise durch mechanische Trennung, Pyrolyse oder Verbrennung bei niedrigeren Temperaturen in geschlossenen Systemen, bevor die metallreichen Rückstände ( gereinigte Asche) in den Joule-Reaktor gegeben werden.
Bis die Pilotanlage steht und die Pilotierung abgeschlossen ist und das in einer funktionierenden Fabrik endet sind 10 -20 Jahre rum !