Übersicht Seltene Erden in der Elektronik

Welche Seltenen Erden werden in der Elektronik verwendet? Und was sind überhaupt Seltene Erden? Wir haben alle uns bekannten Anwendungen zusammengetragen und die Ergebnisse in einer Übersicht zusammengefasst.

Zu den Seltenen Erden gehören 17 Elemente aus dem Periodensystem, die zum Teil aber gar nicht so selten sind, wie es der Name vermuten lässt. Das Ganze reicht in die Historie zurück, als man bei Untersuchungen der Erdkruste nur geringe Mengen dieser Elemente fand. Mittlerweile weiß man aber, dass einige dieser Elemente gar nicht so selten sind. Cer etwa, kommt in der Erdkruste häufiger vor als Kupfer.

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Die Seltenen Erden und ihre Anwendungen in der Elektronik

Die Seltenen Erden und ihre Anwendungen in der Elektronik

Allerdings kann niemand sagen, wie groß die Vorkommen tatsächlich sind. Nach derzeitigem Stand sind es mindestens 100 Millionen Tonnen. Aber auch diese Zahl ist relativ, da der Mensch mit seinem Bergbau gerade mal an der Oberfläche der Erdkruste kratzt. Die tiefste Mine liegt  in Südafrika und reicht bis 4 km unter die Erde. Die tiefsten Bohrungen reichen bis 12 km in die rund 35 km dicke Erdkruste hinein. Um Bergbau in solchen Tiefen zu betreiben, fehlen heutzutage aber die technischen Möglichkeiten.

Das Problem bei den Seltenen Erden ist also nicht deren Vorhandensein. Vielmehr ist es der Hauptlieferant China, von dem rund 94 Prozent aller Seltenen Erden stammen. Besonders heikel ist dazu noch, dass China derzeit der einizige Anbieter von den Schweren Seltenen Erden Dysprosium, Terbium und Yttrium ist. Als China diese Stoffe uneingeschränkt exportierte, war die Welt noch in Ordnung. Allerdings hat das Land seine Exporte von Seltenen Erden seit 2009 schrittweise eingeschränkt, wohl vor allem, um der eigenen aufkommenden High-Tech-Industrie genügend Ressourcen übrig zu lassen. Möglicherweise könnte aber selbst das nicht reichen und China zu einem Importeur für Seltene Erden werden.

Aufgrund dieser Entwicklungen wird überall auf der Welt nach neuen Vorkommen von Seltenen Erden gesucht. Das größte Problem ist allerdings, dass die Seltenen Erden, speziell die Elemente der Schweren Seltenen Erden, nicht so leicht abzubauen sind wie in China und deshalb komplett neue Techniken dafür entwickelt werden müssen. Von diesem Entwicklungstempo hängt es auch ab, ob es in den nächsten Jahren einen Engpass bei den Seltenen Erden geben wird oder nicht. Auch in Deutschland gibt es zum Beispiel bei Delitzsch ein Vorkommen von Seltenen Erden. Ob es sich lohnt sie abzubauen, ist allerdings noch nicht klar.

Der Bedarf wird jedenfalls wachsen. Nach Angaben der US Geological Survey wurden 2008 rund 129.000 Tonnen Seltener Erden verbraucht – Tendenz steigend. Der größte Teil geht dabei allerdings in Anwendungen außerhalb der Elektronik wie etwa in Katalysatoren, die Glasproduktion, die Beleuchtung oder in die Metallurgie.

In der Elektronik treten Seltene Erden in den verschiedensten Anwendungen auf. Bei der klassischen Halbleiterfertigung für ICs spielen sie kaum eine Rolle. Zum Einsatz kommen sie vielmehr in LEDs, Lasern, Magneten für Elektromotoren, Solarzellen oder Displays.

Ein Problem, das oft mit den Seltenen Erden vermischt wird, ist die Verfügbarkeit von anderen seltenen Elementen wie z.B. Indium, das aus Displays oder Touchscreens nicht mehr wegzudenken ist. Aber auch hier liegen die weltweiten Vorkommen im Unklaren. Beim Indium wird das daran deutlich, dass es keine direkten Vorkommen gibt, sondern dass es im Erz von Zinn oder Zink mit dabei ist. Allerdings wird derzeit nur ein kleiner Teil dieses Erzes überhaupt auf Indium untersucht.