Bayer/H.C. Starck 2004 über Niob statt Tantal

Niobexperte:Dr. ChristophSchnitter hat einVerfahren entwickelt,mit demsich Niob in 99,95Prozent Reinheitherstellen lässt.65Wer in den Harz fährt, will für gewöhnlichin freier Natur Sauerstoff tanken.In Goslar am Fuße des Harzes jedochgibt es Menschen, die nichts sosehr fürchten wie eben jenen Sauerstoff.Denn sie lassen zwei Pulver beiüber 1.000 Grad hinter dicken Stahlwändenmiteinander reagieren, undkäme Sauerstoff hinzu, wären die Folgenverheerend.Herr über diese Reaktion ist Dr. ChristophSchnitter. Als Mitarbeiter derBayer-Tochter H.C. Starck haben er undKollegen aus Newton/USA und Goslarein Verfahren entwickelt, mit dem sichdas Metall Niob mit 99,95-prozentigerReinheit herstellen lässt. Statt sich wieandere Metalle einfach aus den Erzenherausschmelzen zu lassen, muss dasNiob wegen seiner hohen Schmelztemperaturvon den H.C.-Starck-Forscherneinem aufwändigen Prozessunterzogen werden. Doch der Aufwandlohnt sich: Niob ist der Schlüsselzu neuen, kleinen, leistungsfähigenund dennoch kostengünstigen Kondensatoren– ohne die kein Laptoprechnet, kein Mobiltelefon klingelt undkeine Spielekonsole funktioniert.Tonnenweise reinstes Niobpulverfür KondensatorenherstellungBislang enthalten viele HochleistungskondensatorenTantal, ein dem Niobverwandtes Element. H.C. Starck, einSpezialist für die so genannten RefraktärmetalleTantal, Niob, Wolfram,Molybdän und Rhenium, ist ein führendesUnternehmen in der Produktionvon Tantal. Doch das Metall ist rar unddaher teuer. Die Experten aus Goslarliebäugelten deshalb schon lange mitdem häufiger vorhandenen und dahergünstigeren Niob, das in den natürlichenErzen häufig in Gesellschaft vonTantal vorkommt. Einer Karriere alsKondensator-Material stand bislangdie mangelnde Reinheit des Metallsin Verbindung mit der notwendigengroßen Oberfläche im Wege – undniemand schaffte es, das sperrige Niobvollends zu zähmen. Niemand, bisauf Schnitter und seine Kollegen.Mittlerweile produzieren sie in einerPilotanlage in Goslar hochreines Niob– jeden Monat im Tonnenmaßstab –und liefern es für ausgedehnte Versuchean Kondensatorhersteller.Das Niob aus dem Erz zu holen ist einaufwändiger Prozess. Teilweise werdendie Rohstoffe, die H.C. Starck ausSüdostasien bezieht, im oberrheinischenLaufenburg aufbereitet. „Somuss es in der Hölle aussehen“, sagtSchnitter, der die Anlage einmal besichtigte.Mit elektrischen Strömen vontausenden Ampere wird der Rohstoffgeschmolzen. Von dieser Schmelzekönnen die unerwünschten Bestandteiledann als Schlacke abgegossenwerden. Der zerkleinerte Rückstand,der an erkaltete Lava erinnert undjetzt Tantal und Niob in höherkonzentrierterForm enthält, wird dann mitFlusssäure behandelt, einem der amschwierigsten zu handhabenden chemischenMedien überhaupt. Die Säurelöst die beiden Metalle. In der flusssaurenLösung werden dann Tantalund Niob durch ein spezielles Verfahrenvoneinander getrennt und weiterverarbeitet.Aus dem Flusssäuresalzdes Niobs wird zum Beispiel mithilfevon Ammoniak hochreines Niobpentoxid(Nb 2O 5) hergestellt.1.300 Grad Celsius, Magnesiumdampfund Öfen wie BanktresoreDas weiße, mehlartige Pulver ist dieAusgangssubstanz für das zweistufige,patentierte H.C.-Stark-Verfahren,das in Goslar und Newton entwickeltwurde. Der erste Schritt ist eineReduktion, also die Abspaltung vonSauerstoff unter Zugabe von Wasserstoffbei Temperaturen von mehr als1.000 Grad Celsius zu NiobdioxidNbO 2. In Metallkästen läuft das weißePulver auf einem Fließband durch einenBackofen. Für das, was hintenherauskommt, würde jeder Bäcker ei-Ohne Kondensatoren geht nichtsOb in Mobiltelefon, Spielekonsole, Computer,Digitalkamera oder Auto: Kondensatorensind – nach Widerständen –die zweithäufigsten passiven Bauelementein elektronischen Schaltkreisen.GerätAnzahl verwendeterKondensatorenHandy 260Digitalkamera 310Spielekonsole 315Computer 700Automobil 1.700Bayer research 16