Palladium, het zilverwitte metaal, is vernoemd naar de in 1802 gevonden planetoïde Pallas.

Wikimedia Commons

De kans is groot dat je een apparaat in huis hebt dat palladium bevat. Dit edelmetaal wordt gebruikt in allerlei elektronica, zoals computers, mobiele telefoons of flatscreens. Daarnaast is palladium essentieel in bijvoorbeeld katalysatoren voor auto’s en tandartsinstrumenten. Een probleem is echter dat palladium vrij zeldzaam is en daarom ook duur. De voorraad bevindt zich voornamelijk in Zuid-Afrika en Rusland en alle andere landen zijn hier sterk afhankelijk van.

Twee elementen combineren

Japanse onderzoekers komen nu met een alternatief. Het team van professor Hiroshi Kitagawa van de universiteit van Kyoto heeft de elementen rhodium en zilver gemengd tot een legering die dezelfde eigenschappen heeft als palladium. Het nieuwe ‘nep-palladium’ zou als alternatief kunnen dienen van het échte palladium waardoor Japan minder afhankelijk van andere landen zou zijn.

Rhodium en zilver zijn elementen die normaal gesproken niet met elkaar mengen. Ze blijven – net als bijvoorbeeld water en olie – altijd van elkaar gescheiden. Toch heeft Kitagawa een manier gevonden om ze te combineren, schrijft de Japanse krant Yomiuri. Zijn team liet een oplossing van gelijke hoeveelheden rhodium en zilver reduceren tot een spray van hele fijne druppeltjes. Aan deze druppeltjes voegden ze verhit alcohol toe, waardoor op atomair niveau de twee metalen combineerden tot deeltjes van tien nanometer groot. Deze deeltjes bestonden uit een gelijk aantal atomen rhodium en zilver: het ‘nep-palladium’.

Een met een elektronenmicroscoop gemaakte afbeelding van de nagemaakte palladiumdeeltjes. De deeltjes zijn honderdduizend keer kleiner dan een millimeter.

Hiroshi Kitagawa

Zeldzame metalen nabootsen

Dat de nieuwe legering dezelfde eigenschappen heeft als palladium is niet ondenkbaar, gezien het gebruik van rhodium en zilver. In het periodiek systeem zitten rhodium, palladium en zilver dicht bij elkaar met respectievelijk 45, 46 en 47 elektronen rondom de kern. Kitagawa vermoedt dat bij het mengen de banen van elektronen rond de kernen van rhodium- en zilveratomen in elkaar overgaan. Hierbij zouden dezelfde elektronbanen ontstaan als bij palladium. De chemische eigenschappen van een element worden sterk bepaald door deze elektronbanen.

Commercieel gezien is de nieuwe legering niet zo aantrekkelijk. Rhodium is veel duurder dan palladium, waardoor het maken van ‘nep-palladium’ op dit moment meer kost dan het kopen van gewoon palladium. Kitagawa wil zijn productiemethode dan ook met name gebruiken om andere zeldzame metalen na te bootsen. Wellicht kan Japan daarmee de import van zeldzame metalen zoveel mogelijk beperken. Geen gek idee voor een land dat zelf amper grondstoffen heeft. Onlangs maakte China – dat 95 procent van de productie van zeldzame aardmetalen doet – nog bekend de export van zeldzame aardmetalen verder te beperken.

Zie ook:

• Zeldzame Aardelementen (Kennislinkartikel)
• Nobelprijs naar palladiumkatalyse (Kennislinkartikel)