Le biomolecole consentono di risparmiare materie prime: Siderogain, spin-off dell'HZDR, fa il suo ingresso sul mercato
Siderogain trasforma le acque reflue del settore dei semiconduttori in una fonte di materie prime
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Grazie a un processo biotecnologico per il recupero di metalli critici dalle acque reflue industriali, Siderogain trasferisce un processo biotecnologico dalla ricerca al mondo imprenditoriale. Il cuore del processo è costituito da una tecnologia brevettata che recupera in modo efficiente metalli di importanza strategica, quali il gallio, l’indio e il germanio, dai residui di lavorazione dell’industria dei semiconduttori. Lo spin-off ha avuto origine nel dipartimento di biotecnologia dell’Istituto Helmholtz di Freiberg per la tecnologia delle risorse (HIF) presso l’Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR).
Il gallio, l’indio e il germanio sono materie prime fondamentali per l’industria dei semiconduttori e vengono utilizzati in wafer, chip elettronici, LED e laser. Allo stesso tempo, l’Europa dipende fortemente dalle importazioni di questi metalli e assiste a un aumento costante dei prezzi sul mercato mondiale. Attualmente, i prezzi variano da 2.270 a 2.900 euro al chilogrammo per il gallio, da 9.450 a 10.210 euro al chilogrammo per il germanio e 840 euro al chilogrammo per l’indio (dati basati sulle quotazioni della principale borsa asiatica, lo Shanghai Metals Market).
Per ridurre la dipendenza dalle importazioni e garantire la disponibilità futura, l’industria europea dei semiconduttori necessita di tecnologie di riciclaggio efficienti. Il processo sviluppato dalla spin-off Siderogain punta quindi alle preziose materie prime che in passato sono state spesso disperse: le acque reflue dei processi industriali. «Utilizziamo i siderofori. Si tratta di biomolecole che presentano un’affinità di legame particolarmente elevata per determinati ioni metallici. Abbiamo sfruttato questa proprietà per separare selettivamente i metalli critici dai flussi di processo a bassa concentrazione: un processo noto come biosorbimento. Con Siderogain, miriamo a rendere questa tecnologia – sviluppata e testata nel corso di molti anni di ricerca – disponibile per applicazioni industriali», afferma il dott. Rohan Jain, che ha guidato lo sviluppo della tecnologia e sta assumendo la carica di amministratore delegato di Siderogain. Oltre a Jain, il team comprende Aratrika Ghosh, il dott. Peter Boelens e il dott. Jonathan Engelhardt. Ghosh è responsabile dell’impianto pilota, Boelens si occupa delle nuove attività e delle aree di applicazione, mentre Engelhardt si occupa dello sviluppo commerciale.
Dall’esperimento di laboratorio all’impianto pilota
I primi esperimenti sono stati condotti nei laboratori del dipartimento di biotecnologia dell’HIF utilizzando vari tipi di acque reflue di processo provenienti dalla produzione di wafer. In questi esperimenti, il gallio è stato legato quasi completamente. Successivamente al legame del metallo bersaglio con le biomolecole, il team separa il complesso bio-metallico dai rifiuti e decompleca la biomolecola dal metallo. Ciò evidenzia un altro vantaggio del processo: la riutilizzabilità. Utilizzando un processo di separazione proprietario, il metallo legato e i siderofori vengono separati. Le biomolecole vengono quindi riutilizzate. Anche dopo più di dieci cicli, i siderofori non hanno mostrato alcuna perdita di funzionalità, con l’obiettivo di raggiungere i 100 cicli.
Dopo il successo dei test su scala di laboratorio, il passo decisivo successivo è stato compiuto nel 2025: in collaborazione con il produttore di semiconduttori Freiberger Compound Materials (FCM) GmbH, il team di Siderogain ha portato la tecnologia su scala pilota. Il trasferimento del processo dal laboratorio a un contesto industriale ha avuto esito positivo, poiché l’impianto presso la sede dell’azienda a Freiberg è ora in grado di trattare fino a 2.000 litri di acque reflue di processo al giorno. La collaborazione con FCM riveste un ruolo centrale per Siderogain. Consente al team di sviluppare ulteriormente la tecnologia in condizioni di produzione reali e di valutarne la scalabilità e la fattibilità economica.
Parallelamente alle prove nell’impianto pilota, il team di Siderogain ha studiato la trasferibilità del processo ad altri metalli. È stato possibile dimostrare che anche metalli critici ed economicamente rilevanti come l’indio e il germanio possono essere recuperati utilizzando questo approccio biotecnologico.
Da un progetto di trasferimento tecnologico dell’HZDR a un’azienda
Nel suo percorso verso la costituzione come spin-off, Siderogain ha ottenuto con successo il sostegno di diversi programmi di trasferimento tecnologico e di supporto alle startup. Una tappa fondamentale è stata l’avvio di un progetto nell’ambito del programma di spin-off Helmholtz Enterprise. Il programma ha consentito al team di automatizzare la tecnologia, portare avanti l’iniziativa di avvio dell’impresa e prepararsi per i test pre-commerciali in collaborazione con partner industriali. Da agosto, la spin-off riceve inoltre finanziamenti dal programma EXIST Research Transfer per sviluppare ulteriormente la tecnologia, acquisire i primi clienti ed espandere l’impianto pilota trasformandolo in un prototipo pienamente operativo.
Il trasferimento di conoscenze scientifiche al settore privato è stato sostenuto in modo significativo dal dipartimento di trasferimento tecnologico dell’HZDR e dalla HZDR Innovation GmbH, che sostiene i progetti di ricerca del centro durante la fase di avvio in qualità di incubatore e detiene ora una partecipazione in Siderogain. «Si tratta già della ventunesima spin-off per l’HZDR. È un risultato eccezionale e funge da modello per tradurre le scoperte scientifiche in soluzioni commerciabili. Dopotutto, il beneficio per la società è un obiettivo centrale della nostra ricerca», sottolinea il Prof. Dr. Sebastian M. Schmidt, direttore scientifico dell’HZDR.
«Partendo da un interrogativo di ricerca nel campo delle biotecnologie, e attraverso esperimenti di laboratorio, la registrazione di brevetti e la realizzazione di un impianto pilota, è emersa una tecnologia in grado di contribuire alla sicurezza delle materie prime in Europa e all’economia circolare», afferma la dott.ssa Katrin Pollmann, responsabile del dipartimento di biotecnologia presso l’HIF, esprimendo la sua soddisfazione per la quarta spin-off dell’istituto fino ad oggi.
Con la costituzione di Siderogain, ha ora inizio la fase successiva: il team punta a sviluppare ulteriori applicazioni industriali e ad attrarre clienti e partner che adottino la tecnologia. «Con Siderogain, vogliamo dimostrare che le acque reflue industriali e i rifiuti non devono essere considerati solo come un problema di smaltimento, ma come una fonte di materie prime», afferma Jain.
Nota: questo articolo è stato tradotto utilizzando un sistema informatico senza intervento umano. LUMITOS offre queste traduzioni automatiche per presentare una gamma più ampia di notizie attuali. Poiché questo articolo è stato tradotto con traduzione automatica, è possibile che contenga errori di vocabolario, sintassi o grammatica. L'articolo originale in Inglese può essere trovato qui.
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