Welche Verwendungszwecke haben Nickelverbindungen in der modernen Industrie?

Heutzutage ist Nickelmetall die mengenmäßig wichtigste Form von Nickel, aber auch Nickelverbindungen haben wichtige Verwendungszwecke. Obwohl die Bedeutung von Nickelverbindungen nicht allgemein anerkannt ist, werden aus Nickel abgeleitete Stoffe in vielen Industriezweigen verwendet und sind für die tägliche Herstellung unzähliger Produkte von entscheidender Bedeutung.

Nickelverbindungen im Katalysator

Katalysatoren sind in der chemischen Produktion unverzichtbar, denn sie ermöglichen schnellere Reaktionen bei niedrigeren Temperaturen und niedrigerem Druck, wodurch Energie gespart und die Effizienz verbessert werden kann. Bei industriellen Katalysatoren handelt es sich häufig um Metalle oder Metallverbindungen, die aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften bestimmte chemische Reaktionen katalysieren. Zu den in Katalysatoren verwendeten Metallen gehören Nickel, Kupfer, Kobalt, Molybdän und Platin. Die Herstellung von Kraftstoffen, Düngemitteln und Feinchemikalien erfordert die Katalyse bestimmter Prozessschritte mit Katalysatoren auf Nickelbasis.

Katalysatoren werden für bestimmte Verfahren entwickelt. So spielen Nickelkatalysatoren beispielsweise eine wichtige Rolle im Kernprozess der "Dampfreformierung", dem wichtigsten industriellen Verfahren zur Wasserstofferzeugung. Wasserstoff wird hauptsächlich in Raffinerien verwendet und ist für die Herstellung sauberer Kraftstoffe unerlässlich. Ein weiteres wichtiges katalytisches Verfahren für Nickelverbindungen und andere Metallkatalysatoren ist die Hydrierung.

Nickelverbindungen in Pigmenten, Fritten und Glasuren

Nickeloxid wird als Rohstoff für die Herstellung von anorganischen Pigmenten und Fritten verwendet, die auch bei der Herstellung von Glasuren und Emaille eingesetzt werden. Nickeloxid wird auch als Färbemittel verwendet, um die Haftung von Glasuren mit Bodenbeschichtung zu verbessern, die zur Dekoration und zum Schutz von fertigen Oberflächen wie Geschirr, Bodenfliesen, Wandfliesen, Kunstkeramik und emailliertem Stahl verwendet werden. Darüber hinaus kann Nickeloxid in einigen anorganischen Pigmenten verwendet werden, um einzigartige Farben und feine Farbtöne zu erzeugen, die auf andere Weise nicht erzielt werden können.

Nickelverbindungen bei der Herstellung von Glaswaren

Nickeloxid wird bei der Herstellung bestimmter Glasarten verwendet, darunter Kristallglas, dunkelblaues Glas und Linsenglas. In Sonnenbrillen wird Nickel als Farbstoff verwendet, der den Gläsern eine braune Farbe verleiht, um das Sonnenlicht zu absorbieren und die Augen vor UV-Strahlung zu schützen. Eine kleine Menge Nickeloxid wird verwendet, um einigen Kristallgläsern einen violetten Farbton zu verleihen. Bei Verwendung größerer Mengen verleihen Nickelverbindungen dem Glas eine Reihe spezifischer Farben, die je nach Nickelkonzentration von blassgrau über blau und violett bis hin zu schwarz reichen.

Eine professionelle Verwendung von Nickeloxid ist die Herstellung von Schwarzlicht-Blau-Glas (BLB) für Leuchtstofflampen. Die BLB-Glühbirne ist eine Art Leuchtstoffröhre, die langwellige ultraviolette Strahlung aussendet und für den Nachweis und die Analyse in der Archäologie, der Banknotenprüfung, der Gerichtsmedizin, der Lebensmittelindustrie, der Medizin, der Mineralogie, dem Briefmarkensammeln und anderen Bereichen verwendet wird.

Nickelverbindungen in Batterien

Verschiedene Nickelverbindungen und das Metall Nickel werden bei der Herstellung verschiedener wiederaufladbarer Batterien verwendet, darunter Nickel-Cadmium (Ni-cd), Nickel-Metallhydrid (NiMH) und die meisten Li-Ionen-Batterien.

Unsere Telefone, Laptops und Tablets werden mit wiederaufladbaren Batterien betrieben, und NiMH- und Lithium-Ionen-Batterien werden häufig in solchen mobilen Geräten verwendet, während Lithium-Ionen-Batterien auch in Elektroautos, Hybridautos, Energiespeichern und Satelliten eingesetzt werden. Die Ni-Cd-Batterie ist für ihre hohe Zuverlässigkeit, lange Lebensdauer und starke Leistung bekannt und wird daher bevorzugt für wichtige und effiziente Notstromsysteme eingesetzt, z. B. in Krankenhäusern, Flugzeugen und Zügen.

Die Batterien werden am Ende ihrer Lebensdauer recycelt, und die dabei gewonnenen Nickelverbindungen werden als Sekundärmaterial für neue Batterien und andere Industrieprodukte verwendet. Flexible batteriegestützte Energielösungen werden in Zukunft eine immer wichtigere Rolle spielen, da die Nachfrage nach leichteren, autonomeren und haltbareren Geräten steigt. Nickel wird auch in Zukunft eine Schlüsselrolle in der Batterietechnologie spielen.