O germânio e o gálio são dois metais de grande importância para as altas tecnologias modernas. Ambos são matérias-primas importantes para a indústria de semicondutores, para cabos de fibra ótica e para energia fotovoltaica. Eles são, portanto, componentes essenciais para moldar a eletromobilidade e a transição de energia. Usando novos métodos analíticos, o grupo de pesquisa liderado por Michael Bau, professor de geoquímica da Jacobs University em Bremen, estudou a distribuição de germânio e gálio em crostas de ferro-manganês do fundo do mar. Os resultados já foram publicados na revista Chemical Geology .
Em 2020, 66% da produção global de germânio veio da China; para o gálio, o domínio do mercado chinês é ainda maior em 97%. Devido a essa dependência e aos riscos associados ao fornecimento de matérias-primas, tanto o governo dos EUA quanto a União Europeia incluíram esses metais em suas listas de matérias-primas críticas. Um grande esforço está sendo feito na busca de depósitos em todo o mundo, especialmente porque a demanda por esses metais deve aumentar drasticamente nos próximos anos. Mas a busca por matérias-primas está se mostrando difícil, e depósitos não convencionais também estão ganhando destaque.

Uma maneira de garantir o fornecimento global de matérias-primas críticas poderia ser a mineração em alto mar. Embora seja controverso por causa de seus efeitos pouco claros sobre o meio ambiente, poderia fornecer grandes quantidades de muitos metais sem os quais, por exemplo, os objetivos da política climática, como a transição energética, não podem ser realizados. A reciclagem ainda não é uma solução para matérias-primas críticas no futuro previsível, pois esses metais ainda não foram usados ​​em grandes quantidades.

O grupo de pesquisa CritMET:Critical Metals for Enabling Technologies, que faz parte do programa de estudos Earth and Environmental Science and Technology da Jacobs University, investiga tanto as fontes potenciais de matéria-prima quanto o comportamento ambiental de matérias-primas críticas, como as terras raras, germânio, e gálio. O estudo agora publicado resume os resultados da pesquisa do grupo em torno de Katharina Schier e David Ernst, professores Michael Bau e Dieter Garbe-Schönberg e parceiros de cooperação nacional e internacional.

As crostas de ferro-manganês estudadas se formam muito lentamente no fundo do mar profundo. No processo, eles prendem e acumulam uma variedade de metais dissolvidos na água do mar. Usando novos métodos analíticos, o grupo de trabalho conseguiu determinar com segurança as concentrações de gálio e germânio em tais crostas. Os resultados são de grande importância para a pesquisa geoquímica básica, pois ajudam a entender melhor o transporte de metais das massas de terra para os oceanos.

Para a pesquisa aplicada, no entanto, eles são bastante desiludidos:os teores de gálio e germânio são muito baixos para tornar as crostas uma fonte de matérias-primas para esses metais em um futuro próximo. Mas os resultados também têm um lado positivo porque os pesquisadores foram capazes de mostrar com que eficácia o gálio e o germânio estão ligados aos óxidos de ferro e que, assim, podem ser efetivamente removidos da água e, portanto, do meio ambiente. Como todos os metais críticos são liberados no meio ambiente e, portanto, em rios, lagos e águas subterrâneas, em quantidades cada vez maiores devido ao seu uso industrial dramaticamente crescente, os processos para evitar isso ou para limpar a água são cruciais. O uso de óxidos de ferro pode ser uma solução bastante simples e barata para germânio e gálio.