Physikalisch-Technische Bundesanstalt

Autor: Rainer Scharf

Erster Tatort: eine Kiesgrube in Norwegen. Aus Quarzbrocken und Kieseln produziert die norwegische Firma Elkem jährlich etwa 200 000 Tonnen Silizium, rund 18 % der Weltjahresproduktion. Den größten Teil davon brauchen die Aluminium- und die Chemieindustrie, 4 bis 5 Prozent sind für die Elektronikindustrie bestimmt. Silizium ist nach dem Sauerstoff das zweithäufigste Element der Erdkruste. Es kommt nicht in reiner Form, sondern nur in Verbindungen wie zum Beispiel Siliziumdioxid - schlichter Quarz - vor.

In speziellen Öfen werden die Quarzbrocken und Kiesel mit kohlenstoffhaltigem Material wie Kohle, Koks oder Holz gemischt und den gleißend hellen elektrischen Lichtbögen von 1,20 Meter dicken Kohleelektroden ausgesetzt. Dafür sind enorme Mengen an elektrischer Energie nötig - etwa 11 000 Kilowattstunden pro Tonne Silizium -, die von norwegischen Wasserkraftwerken geliefert werden. Wo die Lichtbögen in das Quarz-Kohle-Gemisch einschlagen, bricht eine bis zu 2400 Grad heiße Hölle los. Dabei trennt sich das Silizium vom Sauerstoff, der anschließend den Kohlenstoff bindet. Übrig bleibt flüssiges Silizium, das man reinigt und erkalten lässt. Am Ende hat das Silizium einen Reinheitsgrad von 97 bis 99 Prozent.

Wie rein Silizium wirklich werden und was man damit machen kann, erfahren Sie in den gedruckten maßstäben.