Die Welt befindet sich im Umstieg auf erneuerbare Energien, was zu einem deutlichen Anstieg der Nachfrage nach leitfähigen Metallen für Motoren und Kabel führt. Kupfer war bisher die traditionelle Wahl, doch seine Gewinnung und Produktion wird immer schwieriger, weshalb einige versuchen, Alternativen anzubieten. Eine der interessantesten ist eine echte Überraschung, vor allem weil es sich um Aluminium handelt, das eigentlich keine besonders gute Leitfähigkeit aufweist … bis man ihm bestimmte Zusätze hinzufügt und so eine vielversprechendere Legierung schafft.

Die Zukunft braucht (viele) Kabel. Ein Elektrofahrzeug benötigt viermal so viel Kupfer wie ein normales Auto, und die Sache wird noch interessanter, wenn man bedenkt, dass die neuen Anlagen zur Erzeugung erneuerbarer Energien eine Menge Kabel für die Verteilung des erzeugten Stroms benötigen werden.

Experten von Wood Mackenzie, einem Beratungsunternehmen in diesem Bereich, schätzen beispielsweise, dass für Offshore-Windparks über einen Zeitraum von zehn Jahren 5,5 Megatonnen Metall benötigt werden, vor allem für die riesigen Verkabelungssysteme in den Generatoren und für die Übertragung des Stroms von den Turbinen an die Küste.

Kupfer ist das neue Öl. Der Kupferpreis ist in den letzten Jahren in die Höhe geschossen, und die zunehmende Verknappung angesichts der hohen Nachfrage hat dazu geführt, dass Goldman Sachs es als „das neue Öl“ bezeichnet.

Die Analysten von Fitch erwarten zwischen 2020 und 2029 einen Anstieg der Jahresproduktion um 3,1 %. Australien, Kanada und Chile spielen hier neben Peru und den USA eine wichtige Rolle, doch Tatsache ist, dass die Förderung immer schwieriger und kostspieliger wird. Die Lösung besteht natürlich darin, nach einer besseren Alternative zu suchen.

Aluminium ist auf dem Vormarsch. Zahlreiche Unternehmen und Branchen vollziehen seit Jahren diesen teilweisen Übergang von Kupfer zu Aluminium, was Kosteneinsparungen ermöglicht: Der Energieversorger Saudi Electricity Co. sparte vor sechs Jahren 640 Millionen Dollar bei seinen Infrastrukturmaßnahmen ein, und Hersteller wie Toyota haben bestätigt, dass sie bei Modellen wie dem Land Cruiser Aluminium anstelle von Kupfer verwenden.

Auf der Suche nach einem „Superaluminium“. Dieses Metall ist zwar ein schlechterer Wärmeleiter, aber seine Herstellung ist kostengünstiger, und in bestimmten Anwendungsfällen lohnt sich sein Einsatz. In anderen Fällen ist dies jedoch nicht der Fall – und genau hier kommen Forschungsarbeiten wie die von Keerti Kappagantula ins Spiel, einer Materialwissenschaftlerin am Pacific Northwest National Laboratory.

Traditionell beruhte die Herstellung eines Metalls mit höherer Leitfähigkeit darauf, Metalle so rein wie möglich zu gewinnen, doch diese Wissenschaftlerin geht den umgekehrten Weg und „verunreinigt“ das Aluminium mit Zusätzen wie Graphen- oder Kohlenstoff-Nanoröhren, um eine vielversprechende Legierung herzustellen.

Nicht ganz so gut wie Kupfer … Die Forscher hoffen, diese Legierung letztendlich mit einer verbesserten Leitfähigkeit auf den Markt bringen zu können. Dennoch wird erwartet, dass ihre Leitfähigkeit höchstens halb so groß sein wird wie die von Kupfer, die Herstellung aber auch nur halb so teuer sein wird.

Aber es macht Sinn, es zu verwenden. Warumsollte man es dann nutzen?Nun, weil Aluminium seine Vorteile hat. Es ist viel leichter als Kupfer, aber zudem das am häufigsten vorkommende Metall in der Erdkruste (etwa 1.000-mal häufiger), wodurch es billiger und leichter zu beschaffen ist. Die Forschung geht weiter, und bisher wurde das Ziel zwar noch nicht erreicht, doch die Verantwortlichen glauben, dass sie „auf dem richtigen Weg“ sind. Wir werden sehen, ob das stimmt.