| von Dr. Thomas Isenburg, freier Autor für ke NEXT
Rohstoff Neodym, Bild: Forschungszentrum Jülich
Neodym kann Magnetfelder verstärken. Daher wird der Bedarf in Zukunft steigen. Bild: Forschungszentrum Jülich

Ebenfalls glänzende Zukunftsaussichten hat das Element Indium, denn ohne das Metall funktionieren weder Flachbildschirme, Touchscreens noch Handy-Displays. Es ist ein seltenes, silberweißes Schwermetall, und in der Erdkruste etwa so häufig vorhanden wie Silber. Der Löwenanteil des weltweit produzierten Indiums wird in Indium-Zinn-Oxid umgewandelt. Dieser Stoff ist leitfähig wie ein Metall und dennoch transparent sowie wärmeabweisend. In dünne Schichten umgewandelt, lässt es sichtbares Licht durch. Hieraus werden LCDs produziert. Diese finden sich dann in Flachbildschirmen und Touchscreens wieder.

Gerade in der jüngsten Zeit ist die Rede von Indiumverbindungen, wenn es um Rekorde bei der Umwandlung von Lichtstrahlen in elektrische Energie bei der Dünnschicht-Solartechnologie geht. Die Basis sind Indium-Gallium-Diselenid-Verbindungen (CIGS). In dieses Bild passt eine Mitteilung des Zentrums für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung (ZSW). Wissenschaftler am Standort Stuttgart verbesserten den Wirkungsgrad von Dünnschichtsolarzellen aus Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid auf 22 Prozent. Grund für die Effizienzsteigerung sind optimierte Produktionsprozesse.

Die von Experten favorisierte Alternative zur konventionellen Silizium-Photovoltaik könnte bald einen größeren Marktanteil gewinnen: Von Seiten der Industrie ist bereits ein verstärktes Interesse an der CIGS-Technologie zu verzeichnen, so die ZSW. Ein Trend der ebenfalls zum Verbrauch zu größeren Indium-Mengen führen könnte. Bis 2030 wird mit einem Jahresbedarf von etwa 2000 Tonnen gerechnet. Aktuell liegt die Weltjahresproduktion bei 800 Tonnen. Ein weiterer Hauptverbraucher sind Smartphones: Etwa drei Milligramm sind in jedem Telefon.

Seltene Erden aus dem Meer

Nach Gallium ist Indium das Element mit dem größten Indikator bei dem Rohstoffverbrauch. Haupt-Indiumlieferant ist ebenfalls China mit den damit verbundenen Versorgungsunsicherheiten. Die Indium-Vorräte werden zurzeit auf etwa 50.000 Tonnen geschätzt. Abzuwarten ist noch, wie sich die Förderung von seltenen Metallen vom Meeresboden entwickelt, denn die Tiefsee gilt als wichtiger Rohstofflieferant der Zukunft.

Viele Rohstoffe sind als Ablagerungen auf dem Grund des Meeres verstreut. Deutschland hat sich schon Lizenzgebiete für den künftigen Abbau gesichert. Zurzeit wird noch an rentablen Abbautechniken geforscht. Aktuell liegt der Preis für ein Kilogramm Indium bei etwa 290 Euro pro Kilogramm. Vor etwa einem Jahr lag der Preis schon einmal bei 700 Euro pro Kilogramm. Zum Vergleich: der Goldpreis liegt bei knapp 35.000 Euro pro Kilogramm. Indium gehört zu den Metallen, bei denen ein Ressourcenengpass befürchtet wird, auch wegen des explosionsartig zu erwartenden Anstiegs.

In den Kreis der Metalle mit stark vergrößerter Nachfrage gehört auch Germanium. Eigentlich ist dieses Element gar nicht so selten, jedoch sehr gut auf unserem Planeten verteilt. Seine zukunftsträchtigste Verwendung findet es wohl in Glasfaserkabeln. Das in ihnen realisierte Technikkonzept der Lichtwellenleitung hat die Kommunikationstechnik revolutioniert. Inzwischen sind in diesem Bereich Kupferkabel fast vollständig verdrängt. Erfolgt in einem metallischen Leiterband die Signalübertragung durch Elektronen, dann werden in optisch transparenten Fasern die Signale durch Photonen der elektromagnetischen Strahlung übertragen.

Perspektivisch wird Scandium wegen seiner hochinteressanten Eigenschaften eine größere Bedeutung zugestanden. Sollte die Erschließung ökonomisch gelingen, so könnten seine Eigenschaften für Zukunftstechnologien genutzt werden. Dabei können hohe Treibstoffpreise und die Folgen des Klimawandels den Trend zum Leichtbau noch verstärken. Wegen der begrenzten Verfügbarkeit werden Scandium-Aluminiumlegierungen bislang nur in der militärischen Luftfahrt eingesetzt. Auch kann die Effizienz von Brennstoffzellen durch die Verwendung von Scandium um den Faktor drei bis fünf erhöht werden. Hier empfiehlt sich die Beobachtung der aktuellen Scandium-Projekte.
Für die Metalle gibt es Recyclingprozesse, die durch Forschungsprojekte weiter entwickelt werden, jedoch spielt dies leider noch keine nennenswerte Rolle von End-of-Life-Geräten. Dies kann sich bei Verknappung und auch durch Forderungen der Umweltpolitik ändern. hei

Zahlen, die hängenbleiben

  • Jährlich fördern chinesische Minen 280 Tonnen Gallium, dessen Gewinnung bislang sehr energie- und arbeitsaufwendig ist. Dieses Metall ist zum Beispiel ein Basisstoff für die Herstellung von LED-Leuchten.
  • Pro Hybridfahrzeug liegt der Anteil von Neodym bei geschätzt 20 Kilogramm. Bis 2030 wird alleine für diese Fahrzeuge – bei entsprechendem Marktwachstum – der Bedarf auf 7100 Tonnen steigen.
  • Der Neondym-Anteil bei einer Windkraft-Anlage liegt bei unter 30 Prozent der gesamten 1,5 Tonnen verwendeten Magnetmaterialien. Dies sind allerdings auch schon mehrere 100 Kilogramm.

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