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Alternativen zu Tantal in Sicht?

Keramik, Aluminium oder Niob

Was aber sind die Alternativen zum Tantal, dem eigentlich so wichtigen Anteil des Coltan? Bei den elektrischen Mikro-Kondensatoren, wo Tantal bisher hauptsächlich eingesetzt und aufgrund seiner einmaligen Eigenschaften so dringend benötigt wird, arbeitet man daran, das Tantal durch Keramik zu ersetzen.

Keramik statt Tantal

So hat die deutsche EPCOS AG alternativ zu Tantal-Kondensatoren gleichwertige Kondensatoren aus Keramik entwickelt. Sie haben sich zum Teil als robuster erwiesen, sind jedoch in Bezug auf das Verhältnis von Größe und Kapazität den Tantal-Kondensatoren noch unterlegen. Je nach Einsatzgebiet könnte Keramik jedoch das Tantal über kurz oder lang ersetzen.

Auch Christoph Schnitter vom Tantal-Produzenten H.C. Starck sieht vor allem in Keramik- und auch in Aluminium-Kondensatoren eine Alternative zum Tantal – allerdings auch als Konkurrenz zu den eigenen Produkten. Denn Schnitter und seine Kollegen erforschen derzeit die Möglichkeiten, auch Niob für Kondensatoren zu nutzen.

Niob muss reiner werden

Bislang verhinderte die mangelnde Reinheit von Niob in Verbindung mit der notwendigen großen Oberfläche den Einsatz in Kondensatoren. Doch in einer Pilotanlage im Hauptsitz seines Unternehmens in Goslar ist es Schnitter und seinen Kollegen gelungen, hochreines Niob herzustellen. Dies wiederum liefern sie an Kondensatorhersteller, die dadurch in der Lage sind, alternative Niob-Kondensatoren zu entwickeln.

Niobkondensatoren sind etwa gleich leistungsfähig wie solche aus Tantal. Während Tantalkondensatoren für Betriebsspannungen bis 60 Volt geeignet und unerreicht stabil und zuverlässig sind, eignen sich die günstigeren Kondensatoren mit Niob jedoch nur für Spannungen bis zehn Volt.

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Tantal setzt man deshalb gerne in Bauteilen ein, die besonders zuverlässig arbeiten müssen, für Flugzeuge, Autos oder in der Medizintechnik. Niob dagegen ist ein Produkt für den Massen- und Wegwerfmarkt und bisher besser geeignet für Spielkonsolen und Laptops.

Zukunft Niob?

Die alternativen Neuentwicklungen haben laut Schnitter aber noch ihre Tücken. Aluminiumkondensatoren seien zwar preiswert, hätten aufgrund ihrer flüssigen Kathode jedoch recht hohe Widerstände. „Bis zu zehn herkömmliche Aluminiumkondensatoren“, so Schnitter, „können deshalb für bestimmte Anwendungen durch einen Niobkondensator ersetzt werden. Der Preisvorteil des Aluminiums ist dann allerdings wieder dahin.“ Zwar gibt es auch Hochleistungs-Kondensatoren aus Aluminium mit einem leitfähigen Polymer als Kathode, aber die sind deutlich teurer. Bei den Keramikkondensatoren ist es ähnlich: Wenn nur kleine Kapazitäten benötigt werden, sind sie konkurrenzlos günstig.

Die Zukunft, davon sind Schnitter und seine Kollegen überzeugt, gehört den Niob-Kondensatoren. Denn die immer höheren Taktraten bei Computern bringen immer niedrigere Betriebsspannungen mit sich, wie sie für Niobkondensatoren erforderlich sind.

Wenn die weltweiten Coltan-Reserven ausgehen, wäre damit allerdings dennoch nicht viel gewonnen.

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Stand: 25.04.2009

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Inhalt des Dossiers

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