Die Tiefsee hält die stark nachgefragten Mineralien unter anderem in Form von Massivsulfiden in größeren Lagerstätten in Wassertiefen von bis zu 4.000 m bereit. Diese Metall-Schwefelverbindungen entstehen beim Ausfällen von hydrothermalen Lösungen infolge der Vermischung mit kaltem Meerwasser und bilden die sogenannten Black Smoker. Auf Grund der harschen Bedingungen an diesen hydrothermalen Quellen und der korrosiven Eigenschaften des Wassers für technische Geräte, kommen jedoch nur inaktive Black Smoker für den Abbau in Betracht.
An dem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geförderten Projekt beteiligen sich Wissenschaftler des Lehrstuhls für Meerestechnik der Universität Rostock zusammen mit Partnern der TU Bergakademie Freiberg, der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg und dem Hersteller für elektrische Antriebe Krebs & Aulich, unter der Leitung des Weltmarktführers für Spezialtiefbaugeräte BAUER Maschinen GmbH.
Innerhalb des Forschungsprojektes „Deep Sea Sampling“ wird ein vertikales, minimalinvasives Abbauverfahren für einen Pilot-Miningtest von Massivsulfiderzen entwickelt. Das System besteht aus einem Förder- und Separationssystem, sowie einer elektrifizierten, autonomen und smarten Fräseinheit. Beide Systeme werden innerhalb des Projektes geschaffen und deren Komponenten an Demonstratoren erprobt. „Wie können wir den Umweltschutz frühzeitig mit einbeziehen, um so schonend wie möglich vorzugehen und die Mineralien abzubauen?“, beschreibt Dr.-Ing. Stephan Schacht vom Lehrstuhl für Meerestechnik die Kernfrage des Forschungsprojektes. Im Fokus der Rostocker Wissenschaftler liegen der umweltschonende und minimalinvasive Abbau sowie die Vermeidung von Trübungswolken während des gesamten Abbauprozesses. Hierfür wurden ein open-source basierter photonischer Unterwassersensor zur Detektion von Trübung entwickelt. Dieses Sensorelement wurde mittels Rapid-Prototyping-Methode entwickelt und in ein additiv gefertigtes drucktolerantes Gehäuse integriert, wodurch es dem Einsatz in der Tiefsee standhält. Eine Vielzahl dieser Sensoren sollen künftig den Lande- und Abbauprozess der Fräseinheit überwachen. Integriert in ein umfassendes Umweltmonitoringsystem dient dies als Kontrollinstanz in Regionen, die für den Menschen unzugänglich sind.
Das Forschungsprojekt endet zwar im Mai 2024, aber ist damit noch längst nicht abgeschlossen. Im anschließenden Forschungsprojekt „Deep Sea Sampling II“ (erweitertes Konsortium, Förderung beantragt beim BMWK) werden weitere, umfangreiche Untersuchungen im Labor und sowie in Feldversuchen durchgeführt, um sicherzustellen, dass alle Systemkomponenten ihre Aufgaben erfüllen. Voraussichtlich im Jahr 2029 wird der erste Prototypen-Einsatz im Indischen Ozean stattfinden.
Kontakt:
Prof. Dr.-Ing. Sascha Kosleck
Universität Rostock
Fakultät für Maschinenbau und Schifftechnik
Lehrstuhl Meerestechnik
sascha.kosleckuni-rostockde
Prof. Dr. Martin Sobczyk
TU Bergakademie Freiburg
Institut für Maschinenbau
martin.sobczykimb.tu-freibergde
https://www.deepseasampling.de/