Blue Nodules

Eine zuverlässige und möglichst unabhängige Rohstoffversorgung ist für Europa von entscheidender Bedeutung. Gerade im Hinblick auf die zu erwartenden Versorgungsengpässe, wurde von der Europäischen Union eine Liste von kritischen Rohstoffen definiert, welche für die Entwicklung innovativer Technologien und Produkte, wie zum Beispiel Batterien für Elektroautos, Photovoltaik-Anlagen oder Komponenten für Windenergieanlagen, von entscheidender Bedeutung sind. Eine Möglichkeit dem Rohstoffengpass entgegen zu wirken ist die Gewinnung von Manganknollen. Diese Knollen kommen auf den Meeresböden der meisten Ozeane vor und bestehen neben Mangan aus diversen metallischen Elementen wie zum Beispiel Nickel, Kupfer, Kobalt, Gallium und diversen seltenen Erden.

Im dem von der EU durch das Programm „Horizon 2020“ geförderten Forschungsprojekts „Blue Nodules“ (Proposal Number: 688975) wurde ein System zur Gewinnung von Manganknollen in der Tiefsee entwickelt. Das Projekt wurde von einem internationalen Konsortium von 14 Partnern aus 9 EU-Staaten durchgeführt. Bei der Entwicklung des Systems lag ein besonderer Fokus auf der umweltschonenden Gewinnung der Manganknollen. Der Einfluss auf das lokale Ökosystem soll dabei so gering wie möglich gehalten werden. Die Gewinnung der Manganknollen soll weiterhin mit einem minimalen Energieeinsatz realisiert werden. Dazu ist die Separation von Manganknollen und Abraum vor der Förderung an die Meeresoberfläche von entscheidender Bedeutung.

Am Institute for Advanced Mining Technologies (AMT) wurde bereits ein Konzept zur Charakterisierung des Stoffstroms mittels Acoustic Emission Technologie entwickelt. Acoustic Emission Sensoren werden bisher beispielsweise in der Zustandsüberwachung von Druckbehältern und Brücken eingesetzt. In ersten Vorversuchen am Institut AMT wurde das physikalische Phänomen der Acoustic Emissions bereits erfolgreich zur Stoffstromcharakterisierung von schüttfähigem Haufwerk eingesetzt. Die bei Transport- und Prallprozessen aufgezeichneten AE-Signale werden hinsichtlich charakteristischer Parameter ausgewertet. Kennwerte werden errechnet und mit bereits erfassten Kennwerten aus vorherigen Referenzmessungen verglichen. Ziel ist es hierbei, Unterschiede und somit charakteristische Parameter für unterschiedliche Materialien zu ermitteln. Dieses Konzept wurde im Ramen des Blue Nodule Projekts nun auf den Einsatz in der Tiefsee adaptiert, um den Stoffstrom von Manganknollen und Abraum zu charakterisieren.