150 Jahre Periodensystem: Blaue Farbe dank Kupfer
Das Periodensystem feiert Geburtstag: 150 Jahre wird es dieses Jahr alt, und aus diesem Grund stellen unsere Professoren einige der Elemente in lockerer Reihenfolge vor. In Ausgabe acht geht es um Kupfer. Seit wann wir das nutzen und wie häufig es vorkommt, erklären Prof. Dr. Thomas Jüstel und Dr. Florian Baur vom Fachbereich Chemieingenieurwesen. Mit diesem Interview endet unsere kleine Serie.
Prof. Dr. Thomas Jüstel (l.) und Dr. Florian Baur vom Fachbereich Chemieingenieurwesen mit Blaupigmenten. (Foto: FH Münster/Katharina Kipp)
Herr Prof. Jüstel, seit wann kennen wir Menschen Kupfer?
Jüstel: Schon sehr lange, genauer gesagt: Seit etwa 7.500 vor Christus. Damals hat man zunächst in Anatolien die ersten Kupfererze gefunden und das daraus gewonnene Metall zu Kupfermünzen, -waffen und -werkzeugen verarbeitet. Im dritten Jahrtausend vor Christus stießen die Ägypter wohl eher zufällig auf ein kupferhaltiges Blaupigment.
Wie das?
Baur: Kupfererze werden in Minen abgebaut und dann im Holzkohlefeuer zu Kupfer verhüttet. Die Ägypter fanden bei der Herstellung farbig glasierter Steine beziehungsweise Keramiken Blaupigmente, das sogenannte Blaukupfer. Bei der Herstellung vermischt man Kupfer oder Bronze mit Quarz und Kalkstein, wodurch die Farbe Blau beziehungsweise ein Blaupigment entsteht, das heute Ägyptisch Blau genannt wird. Dieses Farbpigment haben Wissenschaftler auf Schmuck und Sarkophagen der alten Ägypter nachgewiesen. Heutzutage erforscht man diese kupferhaltigen Pigmente, um mit anorganischen Leuchtdioden Infrarotstrahlung für die Diagnostik zu erzeugen.
Das klingt, als gäbe es weltweit genügend Kupfer. Stimmt das?
Jüstel: Im Prinzip ja. 2010 betrug die Kupferproduktion in Europa 855 Tausend Tonnen, das sind 5,3 Prozent der gesamten Weltproduktion – die liegt bei etwa 16 Millionen Tonnen. Und man geht davon aus, dass es noch reichlich Kupfervorkommen gibt, die noch gar nicht erschlossen sind. Allerdings steigt auch die weltweite Nachfrage nach Kupfer stark an, aktuell sind es etwa 20 Millionen Tonnen pro Jahr. Bleibt das so, sind alle Reserven irgendwann aufgebraucht. Deshalb wird Urban Mining immer wichtiger.
Was ist das?
Baur: Urban Mining ist das Recyceln von Produkten, um daraus zum Beispiel das Edelmetall Kupfer zurückzugewinnen. Das funktioniert etwa mit Elektroschrott. In der Europäischen Union gewinnt man auf diese Weise 41 Prozent des Gesamtbedarfs, der Rest wird in Minen abgebaut.
Mit Kupfer endet die kleine Serie über das Periodensystem. Haben Sie ein Lieblingselement?
Jüstel: Ja, bei mir sind es gleich zwei: Europium, weil es sehr wichtig für LEDs und andere Lichtquellen ist, und Mangan. Es ist das zentrale Element in der Photosynthese.
Baur: Bei mir ist es Uran. Das finde ich besonders interessant, weil man sonst nicht viel davon mitkriegt. Uran nutzt man für Leuchtstoffe, und teilweise ist es auch noch in alten Gläsern auffindbar.