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Kobalt – für E-Auto-Akkus
Kobalt trägt das Elementsymbol Co und die Ordnungszahl 27. Das Element ist ein Übergangsmetall aus der 9. Gruppe des Periodensystems.
Entdeckung: Bereits die Ägypter, Griechen und Römer benutzten Kobaltverbindungen zum Färben von Gläsern in intensivem Blau. Im späten Mittelalter wurden kobalthaltige Erze von den Bergleuten im sächsischen Erzgebirge gefördert. Aufgrund ihres silbrigen Aussehens vermutete man Silber darin. Da sie sich aber nicht verarbeiten ließen und wegen des Arsengehaltes beim Erhitzen schlechte Gerüche abgaben, wurden sie als verhext angesehen. Angeblich hätten Kobolde das Silber gegessen und stattdessen wertlosere silberfarbene Erze ausgeschieden. Neben Kobalt waren dies auch Wolfram- und Nickelerze. Diese Erze wurden von den Bergleuten mit Spottnamen wie Nickel, Wolfram („Wolfsspucke“) und Kobolderz, also Kobalt belegt.
Ab dem 16. Jahrhundert wurden in Sachsen, in Thüringen oder in Böhmen Blaufarbenwerke gegründet. Sie produzierten das blaue Glas Smalte. Die Firma Schindlers Blaufarbenwerk in Zschorlau ist die älteste noch heute produzierende Farbenfabrik. Sie wurde 1649 gebaut.
Die Entdeckung des Elements Kobalt im Jahre 1735 wird dem schwedischen Chemiker Georg Brandt (1694–1768) in Stockholm zugeschrieben. Kobalt in unreiner Form isolierte der Schwede Torbern Olof Bergman im Jahre 1780.
Vorkommen: Die Häufigkeit von Kobalt in der Erdkruste beträgt 0,004 Prozent. Damit steht es in der Liste der nach Häufigkeit geordneten Elemente an 30. Stelle. In reiner Form kommt es nur sehr selten vor – in Meteoriten und im Erdkern. In vielen Mineralen findet man Kobalt in geringen Mengen. Das Element ist stets mit Nickel, häufig auch mit Kupfer, Silber, Eisen oder Uran verbunden. Die weltweit bekannten Kobalt-Reserven betragen 7,2 Millionen Tonnen, insgesamt werden die Ressourcen auf dem Festland auf 25 Millionen Tonnen geschätzt. Die wichtigsten Erzlagerstätten befinden sich in der Demokratischen Republik Kongo und in Sambia – hier kommt Kobalt zusammen mit Kupfer vor. Etwa zwei Drittel der weltweiten Förderung statt (170.000 Tonnen pro Jahr) kommen aus diesen Ländern. In Kanada, Marokko, Kuba, Russland, Australien und den USA gibt es weitere Vorkommen. Weitere 120 Millionen Tonnen Kobalt werden auf den Meeresböden vermutet.
Verwendung: Heute dient Kobalt als Legierungsbestandteil für Stahl. Hochbelastete Werkteile werden damit beständiger und können hohe Temperaturen aushalten, etwa in Ventilen in Verbrennungsmotoren oder Leitschaufeln in Gasturbinen. Kobaltbasierte Legierungen sind auch korrosions- und verschleißfest, sodass sie wie Titan zur Herstellung von orthopädischen Implantaten verwendet werden können. Kobaltlegierungen werden auch für Zahnersatz an Stelle von Nickel eingesetzt, das allergen ist. Der Stoff wird ebenfalls in der Produktion magnetischer Datenträger wie Tonband- und Videokassetten genutzt. Seit geraumer Zeit dient Kobalt als Legierungsbestandteil für Gitarrensaiten.
Ganz besondere Bedeutung erhält Kobalt bei der Herstellung von Lithium-Ionen-Akkus. Das Metall ist hier das Herzstück. Es erhöht die Energiedichte in der Kathode der Akkus – und damit deren Lebensdauer. Bis zu 15 Kilogramm des Metalls stecken im Akku eines durchschnittlichen Elektroautos. Die Kobalt-Nachfrage in dem Sektor stieg von 2013 bis 2018 um durchschnittlich 16,5 Prozent im Jahr. Derzeit findet über 50 Prozent des produzierten Kobalts Verwendung in Akkus.
Abbau: Der Abbau von Kobalt schadet oft den Menschen in den Bergbauregionen. Beim Abbau in Kongo wird der Stoff weitgehend ohne Einhaltung sozialer, arbeitsrechtlicher, gesundheitlicher oder ökologischer Standards gewonnen. Ein weiteres Problem betrifft die Umwelt und die Gesundheit der Anwohner, da der Bergbau Böden, Luft und Wasser verseucht. So ist das Wasser an Stellen, wo das geförderte Erz gewaschen wird, nicht mehr zum Trinken geeignet und für viele andere Zwecke unbrauchbar. Deshalb wird das seltene Metall vor allem bei Autoherstellern immer unbeliebter, Alternativen werden erforscht und bereits verwendet. Der Preis für Kobalt ist seit 2022 international um mehr als die Hälfte eingebrochen. So verwendet Tesla seit 2022 in der Hälfte seiner Autos Akkus, die komplett ohne Kobalt auskommen. Stattdessen werden Eisenphosphate benutzt. Die Energiedichte in den Akkus ist geringer, was kürzere Reichweiten bedeutet.
Gesundheit: Kobalt ist ein lebensnotwendiges Spurenelement im Körper. Es ist am Aufbau des Vitamins B12 beteiligt. Ein Mangel äußert sich in einer gestörten Blutbildung. Der elementare Stoff in reiner Form – vor allem als Staub – kann beim Einatmen asthmaartige Symptome und Atembeschwerden verursachen. Auch bei der Berührung mit der Haut besteht die Gefahr von allergischen Reaktionen. Im Tierversuch erwiesen sich die Stäube als krebserzeugend. Kobalt kann auch die Fruchtbarkeit beeinträchtigen und genetische Defekte verursachen.
Weitere Informationen:
Publikation der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe zu Kobalt und Nachhaltigkeit
Warum Autohersteller Kobalt vermeiden
Mehr zu den chemischen Eigenschaften von Kobalt
Autor: Heike Marburger
