05.05.2015

Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Rohstoffe: Auf der Suche nach dem Zweitbesten

Batterien ohne Lithium, Hochleistungsmagnete ohne Lanthanoide? Wenn durch steigende Nachfrage die Ressourcen bestimmter Elemente knapp werden, ist Ersatz nötig. Ebenso spielen Sicherheit und Lebensdauer bei der Entwicklung neuer Materialsysteme eine entscheidende Rolle.

Die Entwicklung neuer und effizienter Materialsysteme erfordert Rohstoffe, die noch lange verfügbar sind. Dabei spielen nicht nur die geologisch vorhandenen Mengen des Rohstoffs eine Rolle, sondern auch politische Faktoren. Seltene Erden beispielsweise sind geologisch gesehen nicht selten, werden jedoch fast ausschließlich in China gefördert und gelten daher versorgungstechnisch als kritisch.

Eine Lösung für dieses Ressourcenproblem ist der Ersatz kritischer Elemente durch besser verfügbare oder preiswertere Elemente mit ähnlichen Eigenschaften. Wegen des Ausbaus der erneuerbaren Energien und der Elektromobilität wird derzeit für Batterien nach alternativen Rohstoffen gesucht – nicht nur wegen ihrer Verfügbarkeit, sondern auch aufgrund steigender Ansprüche an Sicherheit, Lebensdauer und Leistung. Herkömmliche Lithiumionenbatterien mit flüssigen oder Polymer-Elektrolyten zeigen bei diesen Kriterien einige Schwächen. Ein Marktführer für Autos mit elektrischem Antrieb hat daher nun angekündigt, zukünftig Lithiumbatterien mit Festkörperelektrolyt einzusetzen. Höhere Sicherheit, Effizienz und Lebensdauer der Festkörperbatterie sprechen für weitere Forschung in diesem Gebiet.

Trotz großer Anstrengungen haben Forscher jedoch für einige Metalle in speziellen Anwendungen noch keinen Ersatz gefunden. Recycling ist daher die einzige Möglichkeit, um langfristig den steigenden Bedarf zu decken.

Matthias T. Elm, Gert Homm, Dominik Weber und Sven Uhlenbruck suchen nach den zweitbesten, dafür aber ressourcenunkritischen und sicheren Rohstoffen oder Materialien. In den „Nachrichten aus der Chemie“ stellen sie Lösungen für verschiedene technische Anwendungen vor und erklären auch, warum Recycling bestimmter Metalle unentbehrlich ist. Die PDF-Datei des Beitrags gibt es bei der Redaktion der „Nachrichten aus der Chemie“ unter nachrichten@gdch.de.

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