"Kobaltblau" mit weniger Kobalt herstellbar

Forscher der University of Science and Technology erreichen Teilverzicht auf umstrittenes Metall

Chinesisches Porzellan mit kobaltblauen Mustern (Foto: gadost0, pixabay.com)

Peking/Washington (pte001/26.02.2024/06:00) - Kobalt, eines der umstrittensten Metalle der Welt, dessen Förderung mit hohen sozialen Kosten wie Kinderarbeit und Umweltzerstörung verbunden ist, ist nicht nur wichtig für die Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien, sondern auch für blaue Farbstoffe künstlerisch gestalteter Kacheln. Forscher der University of Science and Tehnology ( https://en.ustb.edu.cn ) haben das neue blaue Pigment entdeckt, das mit weit weniger Kobalt auskommt und dennoch einen brillanten Glanz hat. Es besteht aus Bariumaluminosilikat, in das Zhiwei Wang und sein Team einzelne Kobaltatome geschmuggelt haben. Dieses Pigment widersteht den hohen Temperaturen in einem Brennofen, in dem Kachelglasuren gebrannt werden, ohne an Glanz einzubüßen.

Giftiges Metall lässt sich "zähmen"

Viele der leuchtend blauen Pigmente wie die in antikem chinesischem Porzellan verwendeten Verbindungen auf Kobaltbasis, darunter das berühmte "Kobaltblau". Obwohl das Metall selbst giftig ist, weist es in mineralischer Form eine hohe chemische und thermische Stabilität auf. Diese Eigenschaften machen Kobaltaluminat zu einem der wenigen Pigmente, die für Hochtemperaturanwendungen geeignet sind, wie eben Glasuren.

Wegen der zunehmenden Elektrifizierung des Verkehrsbereichs wird der Bedarf an relativ seltenem Kobalt weiter zunehmen, der Preis deshalb ansteigen. Deshalb suchen Wissenschaftler weltweit nach einer Alternative unter anderem für blauen Pigmente, die die Tortur im Brennofen überstehen. Das dotierte Bariumaluminosilikat ist der erste Erfolg dieser Suche.

Neues Pigment trotzt extremer Hitze

Die Forscher haben das neue Pigment mit einem Pulver für die Herstellung von Glasuren vermischt, beschichteten damit eine Kachel und steckten sie in einen Brennofen. Sie heizten ihn bis zu einer Temperatur von 3.200 Grad Celsius auf, weit mehr als bei einem üblichen Brennvorgang. Trotzdem behielt das neue Pigment seine leuchtende Farbe. Nach dem Brennen traktierten die Forscher die Glasur mit sauren und basischen Flüssigkeiten, ohne dass sich die Farbe nennenswert veränderte. Details sind in "Applied Optical Materials" nachzulesen.

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