Ohne "Seltene Erden" kein modernes Leben

Bild: Quika Brockovich / flickr, 2013, CC BY-NC-SA 2.0

Aufgrund ihrer ungewöhnlichen chemischen und physikalischen Eigenschaften sind die seltenen Erden mittlerweile Teil unseres Alltags geworden und für viele Aspekte unseres modernen Lebens nicht mehr wegzudenken [1]. Allein in einem modernen Auto werden Seltene Erden für eine Vielzahl unterschiedlicher Teile benötigt:

• für den Nickel-Metall-Hybrid-Speicher: Cer und Lanthan
• für UV-Strahlung absorbierende Scheiben: Cer
• für das Glas der Scheinwerfer: Neodym
• für die Sensoren: Yttrium
• ...

Infolge der zügig fortschreitenden technischen Entwicklung ändert sich der Verbrauch der jeweiligen Seltenen Erden stetig. Derzeit verteilt sich der Verbrauch mit jeweils rund einem Fünftel auf die Glasindustrie (Dotierung, Politur), auf Katalysatoren, auf Magnete, auf Legierungen (einschließlich Akkus) und auf andere Zwecke (u.a. Leuchtmittel, Bildschirme, Keramik) [2].

Zusätze von Seltenen Erden im Pflanzendünger oder im Tierfutter werden schon seit Jahrzehnten in China für die Ertrags- und Leistungssteigerung in der Landwirtschaft mit Erfolg eingesetzt [3].

Sicher werden sie zukünftig Bestandteil "Intelligenter Kleidung" sein. 

Seltene Erden verändern die Eigenschaften von Glas, durch gezielte Beimischung kann man etwa Produkte mit Absorption bestimmter Wellenlängen (UV-Filter, Infrarotfilter in Autoscheiben) oder auch die Verstärkung bestimmter Wellenlängen (Laser, Glasfaser) erzeugen.

Energiesparlampen sind an der Innenseite mit seltenen Erdelementen beschichtet und wandeln die UV-Strahlung die bei der Gasentladung im Quecksilberdampf entsteht, in sichtbares Licht um [2]. 

Nickel-Metallhydrid-Akkus (NiMH-Akkus) werden neben Li-Ion-akkus auch in Elektroautos verwendet, da sie günstiger sind und benötigen neben den Elementen Lithium, Nickel und Kobalt auch Seltene Erden (Lanthan, Cer oder Mischmetall) [2].
Die Zündkerzen im Auto müssen besonders temperaturbeständig sein und bestehen deshalb zum Teil aus einer Nickel-Yttrium-Legierung, was ihre Haltbarkeit erhöht [2].

Unsere individuelle Mobilität ist nur ein Beispiel für den Einsatz von Seltenen Erden: die komfortablen Funktionen und der Antrieb sind ohne Seltene Erden nicht möglich.

Bild: Foto / Pixnio, CCO

Die ersten Farbfernseher wurden erst durch die Verwendung von Europium möglich, da dieses Element bei Anregung rotes Licht abgibt. Davor kannte man nur in anderen Farben leuchtende Phosphore, für die Farbdarstellung wird aber die Kombination Rot-Grün-Blau benötigt. Auch für heutige Plasmafernseher und LCD-Flachbildschirme werden seltene Erden für die Farberzeugung benötigt [2]. Das moderne Smartphone würde ohne Seltene Erden nicht funktionieren.

Die Zündsteine in Feuerzeugen, die bereits im Jahr 1904 von Carl Auer von Welsbach patentiert wurden, bestehen aus "Auermetall", einer Legierung aus 70% seltenen Erden und Eisen.
Neodym-Eisen-Bor-Magnete sind extrem starke Magnete, die in Elektromotoren, Windkrafträdern und überall eingesetzt werden, wo starke Magnete mit einem geringen Gewicht oder geringen Volumen benötigt werden. Einige Anwendungsbeispiele für Magneten in einem modernen Auto sind der Elektromotor, die Servolenkung, der Fensterantrieb, Lautsprecherboxen oder Computerfestplatten.
In Windkrafträdern werden größenordnungsmäßig eine Tonne an Seltenen Erden in den Magneten der Turbinen verbaut.
Seltene Erden werden auch für die Aufbereitung von schweren Rohölen benötigt und dort als Katalysatoren in Zeolithen (synthetisch hergestelltes oder natürlich vorkommendes Mineral, das aufgrund seiner Struktur bestimmte Elemente einbauen kann, die für technische Anwendungen nützlich sind) eingebaut [2].

Moderne militärische Systeme wie Nachtsichtgeräte, Lenksysteme von Raketen, Drohnen, Radarsysteme, Laser für Lenkwaffen würden ohne Seltene Erden nicht oder nur eingeschränkt funktionieren [4].

[1] Van Gosen, B.S., Verplanck, P.L., Long, K.R., Gambogi, Joseph, and Seal, R.R., II (2014): The rare-earth elements—Vital to modern technologies and lifestyles: U.S. Geological Survey Fact Sheet 2014–3078, 4S., https://dx.doi.org/10.3133/fs20143078.

[2] Neukirchen, F., Ries, G. (2014): Die Welt der Rohstoffe – Lagerstätten, Förderung und wirtschaftliche Aspekte. Springer Verlag, Berlin,Heidelberg.

[3] Eisele, N. (2003): Untersuchungen zum Einsatz Seltener Erden als Leistungsförderer beim Schwein. Dissertation, LMU München: Tierärztliche Fakultät.

[4] Brüning, C. (2011). Seltene Erden: Der wichtigste Rohstoff des 21. Jahrhunderts. Kulmbach: Börsenbuchverl..