Das Element Scandium
Auf dieser Seite erfahren Sie mehr über das Seltenerdelement
Name: Scandium
Symbol: Sc
Ordnungszahl: 21
Dichte: 2,99 g/cm3
Schmelzpunkt: 1.541 °C
Siedetemperatur: 2.831 °C
Scandium zählt zu den Übergangsmetallen im Periodensystem.
Einleitung
Grüne Energie: Scandium als wichtiger Baustein für die Energiewende
Ein kleiner Markt und ein durch Wasserstofftechnologien möglicherweise stark steigender Bedarf: Scandium gehört zu den Seltenerdelementen mit einem großen Versorgungsrisiko. Für die Gewinnung von grünem Strom könnte sich der Bedarf bis 2040 nahezu vervierfachen.
Als Elektrolyt in bestimmten Elektrolyseuren kommen verschiedene Vertreter der Seltenen Erden wie Scandium zum Einsatz.
Entdeckungsgeschichte von Scandium zog sich über 66 Jahre
Hauptanwendungsgebiete von Scandium
Der Entdecker von Scandium
Lars Fredrik Nilson, Chemiker und Entdecker des Elements Scandium, lebte von 1840 bis 1899 in Schweden. Nilson war unter anderem Professor an der Universität in Uppsala. Neben seinen Erfolgen in der Chemie leistete er auch bedeutende Beiträge zur schwedischen Agrarwissenschaft und war Leiter der Landwirtschaftlichen Chemischen Experimentierstation in Stockholm.
Eigenschaften
Scandium ähnelt Aluminium in Gewicht und Aussehen
Anwendungsgebiete
Viele Anwendungsgebiete und wichtiges Element für die Brennstoffzellentechnologie
Das Element findet aber auch in einer Reihe anderer Bereiche Einsatz. Beispielsweise wird es in der Beleuchtungstechnik eingesetzt, da es ein tageslichtähnliches Licht erzeugt. Außerdem schätzt die Luftfahrt Aluminium-Scandium-Legierungen aufgrund ihrer hohen Stabilität bei geringem Gewicht.
Wasserelektrolyse
Durch Grünen Wasserstoff sollen energieintensive Industrien und der Schwerlastverkehr klimafreundlicher werden. Hergestellt wird er durch Wasserelektrolyse mittels Ökostrom. Der Hochlauf der Wasserstoffwirtschaft steigert die Nachfrage nach Seltenen Erden für Elektrolyseure.
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Leuchtmittel
Für die Herstellung klassischer Leuchtstoffröhren wie auch moderner Energiesparlampen und LED-Leuchten werden Seltene Erden verwendet. Die Rohstoffe kommen zudem in Geräten mit Bildröhren zum Einsatz, aber auch in Tablets und Smartphones, wo sie die roten Farbpixel erzeugen.
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Luftfahrt
Seltenerdhaltige Metall-Legierungen in Tragflächen und Rumpf machen Flugzeuge leichter und erhöhen so die Reichweite durch geringeren Kraftstoffverbrauch. Vor allem aber sind Seltene Erden in Permanentmagneten verbaut, die in den Motoren von Flugzeugelektronik und -fahrwerk stecken.
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Metall-Legierungen
Metall-Legierungen sind Verbindungen metallischer Werkstoffe. Moderne Legierungen enthalten oftmals Seltene Erden zur Verbesserung ihrer Eigenschaften und werden unter anderem in Flugzeugmotoren und Zündsteinen eingesetzt.
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Vorkommen
Scandium-Bedarf könnte sich laut Studie nahezu vervierfachen
Elementar tritt das silbrig-weiße Scandium nicht auf, sondern findet sich in kleinen Mengen in über 800 Mineralien. Als Begleitelement kommt Scandium in diesen Mineralien in Gehalten von etwa 0,5 bis 100 ppm vor. Das wichtigste scandiumhaltige Erz ist ThortveititSelten vorkommendes, hartes Mineral benannt nach dem norwegischen Geologen Olaus Thortveit.. Die genaue jährliche Fördermenge ist aufgrund einer uneinheitlichen Datenlage nicht klar definierbar. Derzeit werden in verschiedenen Quellen jährliche Fördermengen von etwa zehn bis 20 Tonnen Scandium angegeben, die DERA ging 2021 von 14 bis 16 Tonnen aus. China war 2021 das bedeutendste Förderland mit zehn Tonnen Scandium pro Jahr. Dies entspricht mehr als 75 Prozent der gesamten Produktionsmenge. Wie auch die übrigen Seltenerdelemente wird Scandium aufgrund der niedrigen Konzentrationen, in denen es primär vorkommt, nur als Neben- oder Beiprodukt der Gewinnungsprozesse von Eisenerz, Titan, Zirkonium, Uran, Kobalt, Nickel und Apatit gewonnen.
Deutlich höhere Produktionsmenge umsetzbar
Laut DERA scheint mittelfristig eine deutliche Steigerung der jährlichen globalen Produktionsmenge an Scandium realisierbar. Offen bleibe aber, ob die steigende Nachfrage gedeckt werden könne, denn bisher hätten die relativ geringe Produktion und ein gleichzeitig hoher Preis einem flächendeckenden Einsatz im Wege gestanden. Bis 2040 könnte die Nachfrage auf bis zu 72 Tonnen steigen, allein durch die Nutzung in Brennstoffzellen, so die DERA weiter.
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