Moderne Technologien sind ohne seltene Erden undenkbar - eine Gruppe von Metallen, die einzigartige Eigenschaften besitzen. Doch sie können nur von wenigen Ländern wirtschaftlich gefördert werden, China hat als größter Versorger eine Sonderstellung inne. Viel wird über seltene Erden geredet, dennoch ist wenig über diese Metalle bekannt. Hier die wichtigsten Fakten:

Was sind Seltene Erden?

Seltene Erden sind Metalle mit einer Reihe nützlicher Eigenschaften, die sie in der Technologie- und Energiebranche sehr gefragt machen. Diese Gruppe von 17 Metallen umfasst die 15 Lanthanoide sowie die Elemente Scandium und Yttrium.

Wofür werden sie benötigt?

Seltene Erden werden nur in geringen Mengen eingesetzt und fungieren als sogenannte technologische Gewürzmetalle in Smartphones, Notebooks, LED-Leuchten, Elektroautos, Akkus, Wind- und Solaranlagen. Ohne sie würde komplexe und energieeffiziente Technologie schlicht nicht funktionieren. Besonders wichtig sind die Elemente Neodym, Praseodym, Terbium und Dysprosium wegen ihrer herausragenden magnetischen Eigenschaften. Auch im militärischen Bereich spielen sie eine wichtige Rolle - sie erhöhen Präzision, Leistungsstärke und Miniaturisierung in der Militärtechnik.

Hier einige Beispiele über den Einsatz seltener Erden:

• Neodym, Dysprosium: Dienen zur Herstellung leistungsstarker Magnete in Lautsprechern, Computerfestplatten, Windturbinen und Hybridfahrzeugen.
  
• Lanthan: Einsatz in Kamera- und Teleskoplinsen für verbesserte Bildschärfe.
• Gadolinium: Spielt bei Röntgen- und MRT-Scannern sowie in Fernsehbildschirmen eine wichtige Rolle.
• Yttrium, Terbium, Europium: Wichtig für die Herstellung von Fernsehgeräten, Computerbildschirmen und anderen Geräten mit visuellen Anzeigen. Europium wird auch bei der Herstellung von Steuerstäben in Kernreaktoren verwendet.
• Cer: Wird in Katalysatoren in Autos und bei der Raffinierung von Rohöl verwendet.
• Praseodym: Dient zur Herstellung von starken Metallen für den Einsatz in Flugzeugtriebwerken.

Was macht die seltenen Erden unter den Elementen so besonders?

Die Lanthanoide weisen eine besondere Struktur in ihrer Elektronenhülle auf, die ihnen ihre außergewöhnlichen magnetischen, elektronischen und optischen Eigenschaften verleiht. Scandium und Yttrium teilen diese Besonderheit nicht, haben aber ähnliche chemische Eigenschaften.

Sind seltene Erden wirklich selten?

Die Lanthanoide sind nicht per se selten auf der Erde: Einige dieser Elemente kommen in der Erdkruste häufiger vor als Kupfer oder Zink. Von den Edelmetallen Gold, Platin und Silber gibt es weniger als von fast allen seltenen Erden.

Das Problem ist vielmehr ihre Gewinnung und Trennung: Seltene Erden kommen an wenigen Orten in konzentrierter Form vor. Spuren dieser Elemente sind über den gesamten Planeten verteilt, was den Abbau besonders ineffizient macht. Wenn sie gewonnen werden, dann meist als Nebenprodukt der Förderung anderer, höher konzentrierter Metalle. Zudem ist die Umwandlung ihrer Erze in reines Metall aufgrund ihrer Besonderheiten deutlich aufwendiger als bei Kupfer oder Eisen.

Wo gibt es weltweit die meisten Vorkommen?

Über die größten bekannten Reserven, die wirtschaftlich gefördert oder produziert werden können, verfügt laut der US-Geowissenschaftsbehörde USGS derzeit China mit fast 44 Millionen Tonnen. Dahinter folgen Vietnam, Brasilien und Russland mit je 21 bis 22 Millionen Tonnen. Auch bei der Förderung ist China führend, mit mehr als 200.000 Tonnen im Jahr 2022 - etwa fünfmal so viel wie die USA auf Platz zwei. Australien verfügt ebenfalls über eine nennenswerte Förderung und Vorkommen. Laut USGS gibt es in der Ukraine zwar Lagerstätten seltener Erden, jedoch würden diese derzeit nicht abgebaut.

Gibt es Ersatz für seltene Erden?

Einige Forscher arbeiten an neuen Methoden, um die wertvollen Metalle aus alten Elektronikgeräten und Industrieabfällen zu recyceln und zu extrahieren. Dabei kommen etwa Cyanobakterien aus extremen Lebensräumen wie Wüsten oder verschmutzten Bächen zum Einsatz, welche seltene Erden binden können. Dennoch gilt das Recycling von Smartphones als so kompliziert, dass es sich wirtschaftlich nicht lohnt. Andere versuchen, die ungewöhnlichen magnetischen und elektronischen Eigenschaften in neuen Verbindungen zu reproduzieren, um eine Alternative zu den wertvollen Metallen zu bieten.