Seit 2022 ist der Preis für Hafnium enorm gestiegen wie kein anderes strategisches Metall – technologische Innovation ist der Zukunftsmotor: immer mehr wird auf Digitalisierung, Automatisierung von Prozessen und immer schnellere technische Entwicklung gesetzt. Welche Gründe hat diese außergewöhnliche Preis-Entwicklung von Hafnium?
Eine Welt ohne Hafnium könnte beispielsweise einen Verzicht auf Plasma-Schneiden, Hochleistungs-Transistoren, Raketen- und Flugzeugmotoren, Röntgenröhren und Kernreaktoren bedeuten. „Für die Produktion von technischen Geräten und Ähnlichem sind bestimmte Rohstoffe vonnöten und Technologiemetalle wie beispielsweise Hafnium nehmen einen besonderen Stellenwert für die Industrie als ein seltenes Metall, das häufig zusammen mit Zirconium gefunden wird, ein.“ sagt Heinz Muser als Gründer und geschäftsführender Gesellschafter der Liechtensteiner doobloo AG. Die doobloo AG nutzt ihre langjährigen Erfahrungen in der Investmentbranche mit der Vernetzung zu weltweiten Großhändlern und Lieferanten, um für den technischen Fortschritt weitere Nachfragesteigerungen nach strategischen Rohstoffen nachzukommen. „Die amerikanische Behörde United States Geologial Survey (USGS) hat errechnet, dass bei einer Nachfragesteigerung von 10 Prozent eine ernsthafte Verknappung geben wird“, erklärt Heinz Muser und fügt hinzu, dass die Verknappung von Hightech Rohstoffen beunruhigend auf Industriestaaten wirkt.
Eigenschaften Hafnium
Bei dem Technologiemetall Hafnium handelt es sich um eines der letzten entdeckten stabilen, nicht radioaktiv-zerfallenden, Elemente. In Kontakt mit Luft bildet das silbrig-glänzende Schwermetall eine dünne Oxidschicht, die es vor weiterer Oxidation schützt sowie für eine Widerstandsfähigkeit im Wasser oder in Säuren sorgt. Aufgrund dieser Passivierung ist Hafnium unter Normalbedingungen in den meisten Säuren nicht löslich. Heinz Muser erklärt, dass in hoher Reinheit das Metall relativ weich und biegsam ist und damit gut zu bearbeiten, während es durch Spuren von Sauerstoff, Stickstoff oder Kohlenstoff spröde wird, was es schwieriger zu verarbeiten macht. In seiner Gruppe der Übergangsmetalle hat Hafnium mit 2.233 Grad Celsius den höchsten Schmelz- sowie mit 4.603 Grad Celsius ebenfalls den höchsten Siedepunkt.
Vorkommen und Gewinnung
Hafnium ist mit einem Gehalt von 4,9 ppm an der kontinentalen Erdkruste ein eher seltenes Metall. Heinz Muser erklärt, dass die Reserven in Hafniumoxid gerechnet und auf 1,1 Millionen Tonnen geschätzt werden. „Nicht vergessen werden darf, dass Hafnium nicht im reinen Zustand abbaubar ist, sondern in Verbindung mit dem Metall Zirkonium vorkommt, von dem es zunächst getrennt werden muss“, so Muser. In Zirkonium-Mineralen ist der Anteil von Hafnium sehr niedrig, dieser beträgt meist circa zwei Prozent des Zirkoniumgehalts. Die wichtigsten Lagerstätten der beiden Metalle liegen in Südafrika und Australien, mit Mineralen wie Zirkon oder Allendeit. Ein Aspekt, der die Gewinnung von Hafnium erschwert, ist die Ähnlichkeit zu Zirkonium betreffend des chemischen Verhaltens. Die Trennung von Zirkonium, um reines Hafnium zu erhalten, ist nicht mit regulären chemischen Methoden möglich. Daher werden in getrennten Prozessen Extraktionsverfahren angewandt, welche sich die unterschiedliche Löslichkeit verschiedener Hafnium und Zirkonium Salze in speziellen Lösungsmitteln ausnutzen. Diese Vorgehensweise ist allerdings sehr aufwendig, was die Gewinnung von Hafnium dementsprechend aufwendig und teuer macht.
Einsatzbereiche Technologie und Wissenschaft
Aufgrund seiner thermischen Belastbarkeit wird das Schwermetall primär in Superlegierungen von Hochtemperaturanwendungen benötigt, beispielsweise in Flugzeugen oder Turboladern. In Legierungen mit Metallen wie Niob, Tantal, Molybdän und Wolfram hat bereits ein Zusatz von zwei Prozent Hafnium eine festigkeitssteigernde Wirkung. „Auf diese Weise entstehen besonders stabile, hochschmelzende und hitzebeständige Werkstoffe, die für verschiedene Bereiche, unter anderem der Raumfahrt oder Ultraschall, relevant sind“, sagt Heinz Muser. Weitere Beispiele für den Einsatz von Hafnium:
Legierung mit Zirconium: Hafnium wird häufig als Legierungszusatz für Zirconium verwendet, um Zirconiumdioxid-Schichten zu stabilisieren, die in Kernbrennstoff-Elementen für Kernreaktoren eingesetzt werden. Diese Legierung wird auch in der Luft- und Raumfahrt sowie in der chemischen Industrie eingesetzt.
Plasma-Schneiden: Hafnium wird in Form von Hafniumelektroden verwendet, um das Plasma bei Schneideanwendungen zu erzeugen. Das Plasma ermöglicht das Schneiden von Metallen und anderen Materialien mit hoher Präzision.
Elektronik: Hafniumoxid wird in der Halbleiterindustrie als Isolator in Hochleistungs-Transistoren verwendet. Hafnium kann auch als Barriere-Material eingesetzt werden, um Metallelektronen von Halbleitern fernzuhalten.
Raketen- und Flugzeugmotoren: Hafnium wird in der Luft- und Raumfahrtindustrie als Material für Düsen und Triebwerke eingesetzt, da es eine hohe Schmelztemperatur aufweist und resistent gegen Hitze ist.
Röntgenröhren: Hafnium wird als Material für Kathoden in Röntgenröhren verwendet, da es eine hohe Elektronenemissionsrate hat.
Durch seine hohe Absorptionsfähigkeit von Neutronen findet Hafnium außerdem in der Atomenergie Verwendung und wird für nukleare Zwecke wie zum Beispiel als Material für Steuerstäbe von Kernreaktoren eingesetzt. Heinz Muser fügt hinzu, dass aber durch die weltweit zunehmende Abschaltung von Kernreaktoren das Wachstum in diesem Markt gebremst wird. Daneben ist das Metall einsetzbar in der Medizintechnik, Blitzlichttechnik, beim Plasmaschneiden, in Computerchips sowie als mit seiner reflektierenden Wirkung in Laseranwendungen.
Weltmarkt Hafnium: wachsende Nachfrage – Lieferverpflichtungen – Rohstoffmarkt
Hafnium ist für die Wirtschaft sowie viele der aufgeführten Anwendungsbereiche von essenzieller Wichtigkeit, jedoch nur endlich verfügbar und zählt zu den strategischen bedeutsamen Rohstoffen, weshalb das Metall zu den kritischen Rohstoffen zählt. Zukünftig könnte der Bedarf an Hafnium aufgrund der Weiterentwicklung von Technologien in den Bereichen Halbleitertechnik, Turbinen- und Raumfahrttechnologie noch weiter steigen. Der globale Hafniummarkt ist stark durch zwei große Akteure, die 80 Prozent der Produktions und Lieferung ausmachen, konsolidiert. Dies führt zu einer schwankenden Marktsituation und Versorgungsengpässen. Heinz Muser gibt zu bedenken, dass durch die Abhängigkeit von der geringen Zahl von Herstellern sich Produktionseinschränkungen massiv auf den gesamten Markt auswirken, sodass Lieferengpässe und starke Preisschwankungen auftreten können. Weil Hafnium nur im Ausland abgebaut wird, ist die Verfügbarkeit des Technologiemetalls von internationaler Handelspolitik abhängig. Die USA dominieren den Markt mit dem größten Verbrauch, auf dem zweiten Platz folgt die Europäische Union und danach China. „Wirtschaftliche und politische Entwicklungen beeinflussen den Weltmarkt als Treiber mindestens wie das Angebot und Nachfrage“, ist Heinz Muser bei strategischen Metallen wie Hafnium überzeugt, wie auch abgerissene Lieferketten oder Streiks und kriegerische Konflikte. Aus gutem Grund ist ein besonderes Augenmerk der Politik auf EU Ebene auf Hafnium gelegt. Das Metall ist offiziell als kritischer Rohstoff eingeordnet.
Insgesamt würde eine Welt ohne Hafnium bedeuten, dass alternative Materialien gefunden werden müssten, um bestimmte Funktionen zu erfüllen, die Hafnium in verschiedenen Bereichen der Technologie und Wissenschaft erfüllt. „Dies könnte zu Veränderungen in der Art und Weise führen, wie bestimmte Technologien und Geräte hergestellt werden, und könnte auch Auswirkungen auf die Kosten und Effizienz dieser Technologien haben“, ist Muser überzeugt.
V.i.S.d.P.:
Sarah
Student und Blogger
Sarah ist eigentlich Studentin aus Polen. Ihr Bachelorstudium hat sie an der Universität Wrocaw abgeschlossen. Seit 2022 ist sie Autorin bei ABOWI-Reputation. Der Blog schreiber-bildung.de bietet die Themen rund um Bildung, Weiterbildung und Karrierechancen. Germanistik ist Sarahs Leidenschaft und sie ist Kulturbegeistert und von der Literatur. Du erreichst uns unter contact@abowi.com.
Die doobloo AG mit Sitz im Fürstentum Liechtenstein hat sich auf den Kauf strategischer Metalle spezialisiert. Sie ist überzeugt, dass jedes Anlageportfolio um einen greifbaren Sachwert erweitert werden sollte, als eine krisen- und inflationssichere Komponente. Technologiemetalle und Seltene Erden werden für fast alle Hightech-Entwicklungen der letzten Jahre dringend benötigt.
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