El germanio y el galio son dos metales de gran importancia para las altas tecnologías modernas. Ambos son materias primas importantes para la industria de los semiconductores, para los cables de fibra óptica y para la energía fotovoltaica. Por lo tanto, son componentes esenciales para dar forma a la electromovilidad y la transición energética. Utilizando nuevos métodos analíticos, el grupo de investigación dirigido por Michael Bau, profesor de Geoquímica en la Universidad Jacobs de Bremen, ha estudiado la distribución de germanio y galio en las costras de hierro y manganeso de las profundidades marinas. Los resultados ya se han publicado en Chemical Geology .

En 2020, el 66 % de la producción mundial de germanio provino de China; para el galio, el dominio del mercado chino es aún mayor con un 97 %. Debido a esta dependencia y los riesgos asociados al suministro de materias primas, tanto el gobierno de EE. UU. como la Unión Europea han incluido estos metales en sus listas de materias primas críticas. Se está realizando un gran esfuerzo en la búsqueda de yacimientos en todo el mundo, especialmente porque se espera que la demanda de estos metales aumente drásticamente en los próximos años. Pero la búsqueda de materias primas está resultando difícil y los yacimientos no convencionales también están cobrando protagonismo.

Una forma de asegurar el suministro global de materias primas críticas podría ser la minería en aguas profundas. Aunque es controvertido debido a sus efectos poco claros sobre el medio ambiente, podría suministrar grandes cantidades de los muchos metales sin los cuales, por ejemplo, los objetivos de la política climática, como la transición energética, no se pueden realizar. El reciclaje aún no es una solución para las materias primas críticas en el futuro previsible, ya que estos metales aún no se han utilizado en grandes cantidades.

El grupo de investigación CritMET:Critical Metals for Enabling Technologies, que forma parte del programa de estudio Earth and Environmental Science and Technology de la Jacobs University, investiga tanto las posibles fuentes de materias primas como el comportamiento medioambiental de materias primas críticas como las tierras raras, el germanio, y galio. El estudio ahora publicado resume los resultados de la investigación del grupo formado por Katharina Schier y David Ernst, los profesores Michael Bau y Dieter Garbe-Schönberg, y socios de cooperación nacionales e internacionales.

Las costras de hierro-manganeso estudiadas se forman muy lentamente en el fondo marino de las profundidades marinas. En el proceso, atrapan y acumulan una variedad de metales disueltos en agua de mar. Usando nuevos métodos analíticos, el grupo de trabajo logró determinar de forma fiable las concentraciones de galio y germanio en dichas costras. Los resultados son de gran importancia para la investigación geoquímica básica, porque ayudan a comprender mejor el transporte de metales desde las masas terrestres hasta los océanos.

Sin embargo, para la investigación aplicada, son bastante decepcionantes:los contenidos de galio y germanio son demasiado bajos para hacer de las costras una fuente de materias primas para estos metales en un futuro previsible. Pero los resultados también tienen un lado positivo porque los investigadores pudieron demostrar la eficacia con la que el galio y el germanio se unen a los óxidos de hierro y que, por lo tanto, pueden eliminarse eficazmente del agua y, por lo tanto, del medio ambiente. Dado que todos los metales críticos se liberan en el medio ambiente y, por lo tanto, en ríos, lagos y aguas subterráneas, en cantidades cada vez mayores debido a su uso industrial cada vez mayor, los procesos para prevenir esto o para limpiar el agua son cruciales. El uso de óxidos de hierro puede ser una solución bastante sencilla y económica para el germanio y el galio.