Germanium en gallium zijn twee metalen die van groot belang zijn voor moderne geavanceerde technologieën. Beide zijn belangrijke grondstoffen voor de halfgeleiderindustrie, voor glasvezelkabels en voor fotovoltaïsche energie. Het zijn dus essentiële componenten om de elektromobiliteit en de energietransitie vorm te geven. Met behulp van nieuwe analytische methoden heeft de onderzoeksgroep onder leiding van Michael Bau, hoogleraar geochemie aan de Jacobs-universiteit in Bremen, de verspreiding van germanium en gallium in ijzer-mangaankorsten uit de diepzee bestudeerd. De resultaten zijn nu gepubliceerd in Chemical Geology .

In 2020 kwam 66% van de wereldwijde germaniumproductie uit China; voor gallium is de Chinese marktdominantie zelfs nog groter, namelijk 97%. Vanwege deze afhankelijkheid en de daarmee gepaard gaande risico's voor de grondstofvoorziening, hebben zowel de Amerikaanse overheid als de Europese Unie deze metalen opgenomen in hun lijst van kritische grondstoffen. Wereldwijd wordt hard gewerkt aan het zoeken naar afzettingen, vooral omdat de vraag naar deze metalen de komende jaren naar verwachting sterk zal toenemen. Maar de zoektocht naar grondstoffen blijkt moeilijk en ook onconventionele afzettingen komen in de schijnwerpers.

Een manier om de wereldwijde aanvoer van kritieke grondstoffen veilig te stellen, zou diepzeemijnbouw kunnen zijn. Hoewel het controversieel is vanwege de onduidelijke effecten op het milieu, zou het grote hoeveelheden van de vele metalen kunnen leveren zonder welke bijvoorbeeld klimaatbeleidsdoelen zoals de energietransitie niet kunnen worden gerealiseerd. Recycling is op afzienbare termijn nog geen oplossing voor kritische grondstoffen, aangezien deze metalen nog niet in grote hoeveelheden zijn gebruikt.

De onderzoeksgroep CritMET:Critical Metals for Enabling Technologies, onderdeel van het studieprogramma Earth and Environmental Science and Technology aan de Jacobs University, onderzoekt zowel potentiële grondstoffenbronnen als het milieugedrag van kritische grondstoffen zoals de zeldzame aarden, germanium, en gallium. De nu gepubliceerde studie vat de onderzoeksresultaten samen van de groep rond Katharina Schier en David Ernst, professoren Michael Bau en Dieter Garbe-Schönberg, en nationale en internationale samenwerkingspartners.

De bestudeerde ijzer-mangaankorsten vormen zich heel langzaam op de zeebodem van de diepzee. Tijdens het proces vangen en accumuleren ze een verscheidenheid aan metalen opgelost in zeewater. Met nieuwe analytische methoden is de werkgroep erin geslaagd de concentraties gallium en germanium in dergelijke korsten betrouwbaar te bepalen. De resultaten zijn van groot belang voor fundamenteel geochemisch onderzoek, omdat ze helpen om het transport van metalen van de landmassa's naar de oceanen beter te begrijpen.

Voor toegepast onderzoek zijn ze echter nogal ontgoochelend:de gehaltes aan gallium en germanium zijn te laag om de korsten binnen afzienbare tijd een bron van grondstoffen voor deze metalen te maken. Maar de resultaten hebben ook een positieve kant, omdat de onderzoekers konden aantonen hoe effectief gallium en germanium aan ijzeroxiden gehecht zijn en dat ze dus effectief uit het water en dus uit het milieu verwijderd kunnen worden. Omdat alle kritische metalen in steeds grotere hoeveelheden in het milieu terechtkomen, en dus in rivieren, meren en grondwater, als gevolg van hun dramatisch toenemend industrieel gebruik, zijn processen om dit te voorkomen of om het water te zuiveren van cruciaal belang. Het gebruik van ijzeroxiden kan een vrij eenvoudige en goedkope oplossing zijn voor germanium en gallium.