Mitten auf dem gleißenden Weiß des Salar de Uyuni stehen ein paar drei Meter hohe Kegel aus Maschendraht und orangefarbiger Plastikfolie, an deren Spitze sich klappernd Räder im Wind drehen. Im Innern der Kegel wird durch dünne Schläuche Salzlauge nach oben gepumpt, die von den Rädern über die Kegel verteilt wird, an ihnen hinunterläuft und auf dem Weg nach unten verdunstet. Was auf den ersten Blick wenig spektakulär anmutet, ist eine vielversprechende Versuchsstation zur Gewinnung von Lithium – auch „Freiberger Eindampfkegel“ genannt. Die Idee dazu entstand an einem Sommerabend in Freiberg bei Dresden. „Ich saß gemeinsam mit Professor Wolfgang Voigt von der Technischen Universität Freiberg bei einem Glas Wein und plötzlich kam uns die Idee, wie man die Salzlauge eindampfen kann, um an das Lithium zu kommen“, erinnert sich Dr. Jaime Claros. Der bolivianische Bergbauingenieur ist Dozent an der Universidad Autónoma de Tomás Frías (UATF) in Potosi – und hat in Freiberg studiert und promoviert. Claros und sein Freiberger Kollege Wolfgang Voigt, Chemiker und Experte für Salze, sind zwei der führenden Wissenschaftler des deutsch-bolivianischen Forschungsprojekts zur Nutzung des Lithiums am Salzsee.
Unter der Salzkruste des Salar de Uyuni – mit rund 10000 Quadratkilometern der größte Salzsee der Welt – schlummert Boliviens großer Schatz: Etwa 5,4 Millionen Tonnen Lithium – das größte Vorkommen weltweit. Als das „Öl der Zukunft“ wird der kostbare Rohstoff bezeichnet. Das gefragte, aber seltene Leichtmetall wird etwa für die Herstellung von Batterien und Akkus benötigt – und entwickelt sich zu einem strategischen Energie-Rohstoff. Professor Wolfgang Voigt ist sich sicher: „Die Nachfrage nach dem Leichtmetall wird in den nächsten Jahren enorm steigen.“ Vor allem für die internationale Automobilindustrie sind die Lithiumvorräte des Salar de Uyuni wertvoll. Denn das Leichtmetall ist unter anderem wichtiger Bestandteil der Lithium-Ionen-Batterien, die in Zukunft Elektro- und Hybridautos mit mobiler Energie versorgen sollen. Gegenwärtig wird der Rohstoff zu mehr als 75 Prozent aus den Restlösungen ausgetrockneter Salzseen im Hochgebirge Südamerikas gewonnen. In Bolivien ist es bislang ist noch nicht gelungen, den Lithium-Reichtum des Salar de Uyuni zu bergen. „Dies liegt an den vielen Hindernissen, die eine wirtschaftliche Förderung erschweren“, erklärt Professor Wolfgang Voigt. Eine der Herausforderungen: die ungünstige chemische Zusammensetzung der lithiumhaltigen Salzlösungen.
Die im Mai 2009 gestartete „Lithium Initiative Freiberg“, zu der das deutsch-bolivianische Projekt gehört, arbeitet an Lösungen für diese Probleme. Chemiker, Verfahrenstechniker, Geologen und Mineralogen forschen mit Partnern aus der Industrie an neuen Lithium-Ionen-Technologien. Das Ziel: Gemeinsam wollen die Experten unter anderem größere und vor allem sicherere Lithium-Ionenbatterien für Autos entwickeln und untersuchen, wie der steigende Lithium-Bedarf der Industrie gedeckt werden kann. Für die Universität Potosi und die TU Bergakademie Freiberg, die bereits seit 40 Jahren Partnerhochschulen sind, ist die Zusammenarbeit ein neuer Schritt in ihren Forschungsbeziehungen. Das freut auch den Freiberger Alumnus Dr. Jaime Claros: „Nach Deutschland zu gehen, war für mich etwas ganz Besonderes. Es ist schön, dass der Kontakt bis heute besteht.“
Ging es bisher bei gemeinsamen Projekten vor allem um die Themen Erze und Bergbau, hat das Lithium am Salar de Uyuni den Partnern ein neues Forschungsfeld eröffnet. Ein erster Schritt auf dem Weg zu einer effektiven Gewinnung des Lithiums ist den Wissenschaftlern unterdessen mit den an der TU entwickelten „Freiberger Eindampfkegeln“ gelungen. In diesen Anlagen wird das Salzwasser des Sees bis zur Spitze eines Kegels gepumpt. Dort läuft es anschließend an Planen herunter. Sonne und Wind entziehen dabei der Lauge das Wasser, während sich die aufkonzentrierte, lithiumhaltige Lösung unten sammelt. Ein entscheidendes Plus der neuen Freiberger Technologie, die gute Chancen hat, auch auf anderen Salzseen rund um den Globus zum Einsatz zu kommen: Gegenüber der herkömmlichen Gewinnungsmethode mithilfe riesiger Eindampfungsbecken sind die Freiberger Kegel nicht nur erheblich effektiver, sondern liefern in der gleichen Zeit die fünffache Menge an Konzentrat. Von dem Forschungsprojekt profitiert auch die Bevölkerung, die am Salar lebt. Die Salzbauern zum Beispiel schließen sich zu sogenannten „Communidades“ zusammen und bewirtschaften die Verdampfungskegel.
Um anschließend aus dem Konzentrat hochreines Lithiumcarbonat, den Ausgangsstoff für die Batterieherstellung, zu gewinnen, haben die beiden Universitäten in der Nähe des Salzsees ein Technikum errichtet. Wissenschaftler sollen dort neue Verfahren zur Lithiumcarbonat-Gewinnung entwickeln, gleichzeitig wird Fachpersonal ausgebildet, umschreibt Professor Wolfgang Voigt die Aufgabe des Forschungslabors.
Interessant für die Studierenden der Universitäten: Sie sind in viele Forschungsarbeiten eingebunden und sammeln praktische Erfahrung. Micha Zauner etwa, Bachelorstudent für Mineralogie/Geologie, hat am Salar mit einem Team der Universität Potosi Salz- und Tonproben entnommen. Geoökologin Nadja Schmidt verbrachte vier Monate in Bolivien, um Material für ihre Diplomarbeit zu sammeln: „Gemeinsam mit Mitarbeitern der Universität Potosi habe ich Bohrungen für Wasserproben betreut und diese im Labor auf den Lithiumgehalt analysiert“. Der Schatz vom Salar de Uyuni fasziniert auch die Forscher von morgen.////
