Ruthenium

Ruthenium ist ein chemisches Element mit dem Symbol Ru und der Ordnungszahl 44. Es gehört zur Obergruppe der Edelmetalle und zählt innerhalb des Periodensystems zu den Übergangsmetallen der sogenannten Eisengruppe. Das silberweiße, harte und spröde Metall ist ein Mitglied der Platinmetallfamilie und zeichnet sich durch seine hohe chemische Stabilität und katalytische Aktivität aus.

Entdeckt wurde Ruthenium im Jahr 1844 vom deutsch-baltischen Chemiker Karl Ernst Claus, der es in sibirischen Platinerzen isolierte und nach dem lateinischen Namen Ruthenia für Russland benannte. Aufgrund seiner hervorragenden Leitfähigkeit und Beständigkeit wird es heute in der Elektronik, der Katalyse und zunehmend in der Wasserstofftechnologie eingesetzt. Ruthenium kommt in der Natur nur in sehr geringen Mengen vor, meist in Verbindung mit anderen Platinmetallen. Die wichtigsten Lagerstätten befinden sich in Südafrika, Russland und Kanada.

Verwendung:

Halbleiter
Katalysatoren
Legierungen
Beschichtungen
Elektronik
Datenspeicher
Chemie
Wasserstofftechnik
Medizin
Forschung

Spezifikationen

Schmelzpunkt	2334 °C
Spezifisches Gewicht	12,37 g/cm³
Farbe	Silberweiss
Siedepunkt	4150 °C
Weltjahresproduktion ca.	35 Tonnen
Massenanteil / Erdhülle	0,000001 %

Wertentwicklung

Im Jahr 2021	+ 44,20 %
Im Jahr 2022	– 15,60 %
Im Jahr 2023	– 11,30 %
Im Jahr 2024	+ 8,10 %

Die Geschichte von Ruthenium

Die Entdeckung von Ruthenium markiert einen bedeutenden Fortschritt in der Erforschung der Platinmetalle. Im Jahr 1844 gelang dem deutsch-baltischen Chemiker Karl Ernst Claus an der Universität Kasan erstmals die Isolierung dieses neuen Elements aus sibirischem Platinerz. Claus benannte es nach seiner Heimatregion „Ruthenia“, dem lateinischen Wort für Russland.

Bereits im 19. Jahrhundert wurde Ruthenium aufgrund seiner hohen Beständigkeit und seines Glanzes geschätzt, doch seine praktische Bedeutung blieb lange begrenzt. Erst mit dem Aufkommen moderner Elektronik- und Katalyseverfahren im 20. Jahrhundert gewann es an industrieller Relevanz. Heute gilt Ruthenium als eines der technisch vielseitigsten Platinmetalle, dessen Anwendungen von Datenspeichertechnik bis zur Wasserstofferzeugung reichen.

Vorkommen und Gewinnung von Ruthenium

Ruthenium gehört zu den seltensten nicht-radioaktiven Elementen der Erde. Sein Anteil in der Erdkruste beträgt etwa 1 Teil pro Milliarde, in der oberen Erdhülle rund 20 Teile pro Milliarde. Es tritt meist gemeinsam mit anderen Platinmetallen in sulfidischen Nickel- und Kupfererzen auf. Bedeutende Lagerstätten finden sich im Bushveld-Komplex in Südafrika, in Russland, Kanada und vereinzelt in den USA.

Die industrielle Gewinnung erfolgt als Nebenprodukt der Nickel- und Kupferraffination. Dabei wird Ruthenium aus Anodenschlämmen isoliert, die während der Elektrolyse entstehen. Nach einer Reihe chemischer Trenn- und Reduktionsschritte wird es in reiner Form gewonnen. Wegen seiner komplexen Aufbereitung bleibt das Metall teuer und limitiert verfügbar.

Eigenschaften von Ruthenium

Ruthenium ist ein hartes, sprödes und silberweiß glänzendes Metall. Es zeichnet sich durch seine hohe Korrosionsbeständigkeit und thermische Stabilität aus und bleibt auch bei hohen Temperaturen unverändert. Besonders wichtig sind seine Oxide: Rutheniumdioxid (RuO₂) ist ein hervorragender elektrischer Leiter und wird in der Elektronik als Widerstandsmaterial verwendet, während Rutheniumtetroxid (RuO₄) ein starkes Oxidationsmittel ist.

Das Metall ist paramagnetisch, reagiert kaum mit Säuren und weist eine hohe Schmelz- und Siedetemperatur auf. Aufgrund dieser Eigenschaften ist Ruthenium ein unverzichtbarer Bestandteil vieler Hightech-Anwendungen, die Stabilität, Leitfähigkeit und Beständigkeit erfordern.

Perspektiven von Ruthenium

Ruthenium gewinnt zunehmend an strategischer Bedeutung. Der wachsende Bedarf in der Elektronik- und Speichertechnik, insbesondere bei Festplatten und Halbleitern, lässt die Nachfrage stark steigen. Prognosen zufolge könnte der Bedarf bis 2040 das 18-Fache der Produktion von 2018 erreichen. Auch in der Brennstoffzellentechnik und Wasserstoffproduktion wird Ruthenium künftig eine wichtige Rolle spielen.

Da das Metall fast ausschließlich als Nebenprodukt anderer Platinmetalle gewonnen wird, ist die Produktionskapazität nur begrenzt erweiterbar. Fachanalysen erwarten ab 2029 eine Versorgungslücke von rund 3 Tonnen jährlich. Recyclingverfahren und Effizienzsteigerungen werden daher entscheidend sein, um die Versorgung langfristig zu sichern.