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Entdeckung
Als eines der letzten Elemente im Periodensystem wurde Rhenium 1925 von den deutschen Chemikern Ida Tacke, Walter Noddack und Otto Berg entdeckt. Sie identifizierten es mithilfe der Röntgenspektroskopie in dem Mineral Columbit. Eine messbare Menge – ein Gramm – konnten sie erst 1928 aus 660 Gramm norwegischem Molybdänerz extrahieren. Der Name des Elements bezieht sich mehreren Quellen zufolge auf Tackes Heimat, das Rheinland, und stammt von der lateinischen Bezeichnung des Rheins, Rhenus.
Die Existenz des Elements mit der Ordnungszahl 75 war bereits 1871 von Dmitri Mendeleev, einem der Erfinder des Periodensystems, vorhergesagt worden. Da Rhenium selten ist und seine Isolierung aufwendig, vergingen jedoch Jahrzehnte bis zu seinem Nachweis. Neuere Forschungen deuten darauf hin, dass es vermutlich bereits 1908 von dem japanischen Chemiker Ogawa Masataka identifiziert wurde. Er hielt es jedoch für das noch unbekannte Element 43 – das spätere Technetium – und nannte es Nipponium nach seiner Heimat. Da sich diese Zuordnung später als falsch erwies und Masataka seine Ergebnisse nicht replizieren konnte, blieb seine Entdeckung lange Zeit unbeachtet.
Ida Tacke-Noddack, KI-Darstellung
Gewinnung
Bereits kurz nach seiner Entdeckung wurde Rhenium experimentell in kleinen Mengen gewonnen, unter anderem in Deutschland. Die 1940er-Jahre markierten den Übergang zur allmählichen industriellen Produktion. In dieser Zeit wuchs das Interesse an dem Rohstoff mit dem außergewöhnlich hohen Schmelzpunkt, Grund dafür waren vor allem militärische Forschungen im Bereich Hochtemperaturlegierungen und Luftfahrt. 1942 wurde in den USA ein Verfahren entwickelt, bei dem Rhenium aus dem Staub gewonnen wird, der bei der Röstung von Molybdänerz entsteht. Dieses Prinzip bildet bis heute die Grundlage der Produktion von Rhenium.
Neben den USA kamen im Laufe der folgenden Jahrzehnte weitere Länder wie Russland als Produzenten in kleinerem Umfang hinzu. In den1960er-Jahren begann Chile parallel zum Ausbau seiner Kupferindustrie mit der Gewinnung von Rhenium. Bis heute hat sich das südamerikanische Land als weltweit bedeutendster Hersteller des Metalls etabliert.
Historische Anwendungsgebiete
Turbinenschaufeln, Symbolbild
Nach den Anfängen der industriellen Gewinnung von Rhenium entstanden in den 1950er Jahren erste Nischenanwendungen, etwa in Elektronenröhren. Ab Mitte der 1960er Jahre wurde das Metall zunehmend in Hochtemperaturwerkstoffen wie Rhenium-Wolfram- und Rhenium-Molybdän-Legierungen eingesetzt. Diese fanden unter anderem in elektrischen Kontakten und Thermoelementen Verwendung.
In den 1970er Jahren gewann die Erdölraffination als Einsatzgebiet für Rhenium an Bedeutung. In Form von Ammoniumperrhenat (NH₄ReO₄) wird es dort in Platin-Rhenium-Katalysatoren eingesetzt. Diese ermöglichen im Reforming-Prozess die Umwandlung von Rohölbestandteilen in höherwertige Kraftstoffkomponenten für Benzin.
Ab den 1980ern hat sich die Luftfahrt zum wichtigsten Anwendungsfeld für Rhenium entwickelt – mit dem größten Anteil am Gesamtverbrauch. Der Rohstoff wird nickelbasierten, sogenannten Superlegierungen beigemischt, aus denen Turbinenschaufeln, Leitschaufeln und Brennkammerteile gefertigt werden. Rhenium verbessert als Legierungsbestandteil die Kriechfestigkeit des Materials. Aufgrund seines hohen Schmelzpunkts von rund 3.180 °C eignet es sich besonders gut für solche Anwendungen unter extremen Temperaturbedingungen.