Germanium: Anwendungen und Einsatzgebiete — Teil 1

Ein Überblick über die Einsatzgebiete von Germanium

Wenn wir alle das schnelle Inter­net möcht­en, dann wer­den mehr als 200 Ton­nen des Met­alls in Form seines Oxides in Lichtwellen­leit­ern ver­wen­det, die wir landläu­fig Glas­faserk­a­bel nen­nen. Das Ger­ma­ni­um­diox­id hält dabei das Licht im Kabel. Die Tech­nik wird wegen ihrer extrem hohen Über­tra­gungsrat­en nicht durch Satel­liten sub­sti­tu­iert wer­den kön­nen. Zudem kön­nen Lichtwellen­leit­er mit mehreren Fre­quen­zen gle­ichzeit­ig „beleuchtet“ wer­den. Es wer­den in den näch­sten Jahrzehn­ten hun­derte von Mil­lio­nen km an Kabeln sowohl für die Über­tra­gung über große Dis­tanzen, aber auch für die Ver­sorgung von Städten und auch in Cyber­centern, Flugzeu­gen und anderen tech­nis­chen Devices ver­baut werden.

Bat­teri­etech­nik ist der Treiber unser­er mobilen Zukun­ft. Die Branche der Elek­tro­mo­bil­ität muss das Prob­lem bren­nen­der Bat­te­rien lösen und gle­ichzeit­ig die Spe­icherdichte erhöhen. Wenn diese Prob­leme gelöst sind, wird die auto­mo­bile Zukun­ft elek­trisch sein. Es wer­den derzeit bere­its neue Lithi­um-Ionen-Bat­te­rien entwick­elt, die auch bei Unfällen nicht in Brand ger­at­en. Sie erre­ichen so viele Ladezyklen, dass auch Autos mit ein­er Leben­sre­ich­weite von mehr als zwei Mil­lio­nen km, gebaut wer­den kön­nen. Genutzt wer­den soge­nan­nte Fes­telek­trolyt auf Basis von Germanium.

Wo immer nachts gese­hen wer­den muss, müssen Kam­eras in der Lage seine infrarote Strahlung, landläu­fig auch Wärmes­trahlung genan­nt, zu detek­tieren. In selb­st­fahren­den Autos muss die Erken­nung­stech­nolo­gie rei­bungs­los funk­tion­ieren, denn von der einge­set­zten Tech­nik hängt unsere Sicher­heit ab. Wärme­bild­kam­eras sind der Schlüs­sel zur Erken­nung leben­der Wesen auf der Strecke. Aber auch die Abstandsmes­sung und die Schilderken­nung sind auf Ger­ma­ni­um angewiesen.

Fernerkundung und Drohnenbau

Für das Wach­s­tumsseg­ment Fern­erkun­dung wird Ger­ma­ni­um ver­wen­det. Als Beispiel sehen wir hier die ziel­gerichtete und satel­litengestützte Bewirtschaf­tung land­wirtschaftlich­er Flächen, bei der vor allem IR- und mul­ti-spek­trale Sen­soren zum Ein­satz kom­men. Ger­ma­ni­um hat bei infrarot und optis­chen Sen­soren ein wichtiges Anwen­dungs­feld. Auch für andere Bil­dauf­nah­men kön­nen solche ger­ma­ni­umhalti­gen Kam­er­alin­sen zum Ein­satz kom­men. Für Freizeit­drohnen wird davon aus­ge­gan­gen, dass diese stan­dard­mäßig mit ein­er Kam­era aus­ges­tat­tet sind. In Deutsch­land reg­ulieren unter anderen das Luftverkehrs­ge­setz und die Luftverkehrsor­d­nung den Ein­satz von beman­nten und unbe­man­nten Luft­fahrt­sys­te­men. Dem­nach wird keine Erlaub­nis für Drohnen benötigt, die bis zu 5 kg wiegen. Für den Betrieb von unbe­man­nten Luft­fahrzeu­gen sind Lin­sen hochef­fek­tiv­er Kam­eras und Nacht­sich­top­tio­nen unverzicht­bar. Das Inter­net der Dinge und regionale Lieferser­vices wer­den der Treiber dieser Tech­nolo­gie sein.

Für den Ger­ma­ni­um-Gehalt wer­den in der Studie zu Rohstoffin­for­ma­tio­nen der deutschen Rohstoffa­gen­tur GoPro-Kam­eras zur Basis genom­men, denn diese Actionkam­eras sind auch mul­ti­spek­tral und für die Nach­sicht aus­gerüstet. Für die Infrarot- und Mul­ti­spek­tralka­m­eras kon­nte ein Wert von 4,2 g Ger­ma­ni­um pro Linse für die Lin­sen­fer­ti­gung für Nacht­sicht­sys­teme berech­net wer­den. Die Mach­er der Studie gehen davon aus, dass die Mil­lio­nen von Drohnen und Luft­fahrzeu­gen im Jahr 2040 in der Land­wirtschaft zu 100%, in der Industrie/Infrastruktur zu 50%, für staatliche Zwecke zu 25% und für Freizeitzwecke zu 5% über eine Mul­ti­spek­tral-/ IR-Kam­era mit Ger­ma­ni­um­linse ver­fü­gen werden.

Die Studie kommt zu dem Schluss, dass die Nach­frage nach Ger­ma­ni­um für die IR-/Mul­ti­spek­trallinsen zukün­ftig merk­liche Nach­frageim­pulse erfahren kön­nte, wenn 3D-Luft­fahrzeuge massen­haft für Bil­dauf­nah­men in der Land­wirtschaft, für Überwachun­gen und für Freizeitzwecke einge­set­zt wer­den. Die eher kon­ser­v­a­tiv berech­nete Bedarf an Ger­ma­ni­um dürften allerd­ings auch prob­lem­los gedeckt wer­den kön­nen, wenn keine anderen Tech­nolo­gien den Ger­ma­ni­um-Markt dis­rup­tiv bee­in­flussen. Und genau hier liegt das Prob­lem. Denn diese weit­eren Ein­satzge­bi­ete kom­men aus dem Markt selb­st­fahren­der Autos, die mit ein­er Vielzahl an Kam­eras aus­ges­tat­tet wer­den müssen, und die selb­stver­ständlich auch über das infrarot Band warme Objek­te, wie Pas­san­ten und Tiere sowie andere Fahrzeuge iden­ti­fizieren kön­nen müssen, um ein­set­zbar zu werden.