Telluur is een halfgeleidermateriaal met een radijsgeur

Ieder scheikundig element heeft zijn eigen plek in het Periodiek Systeem. Ieder element heeft ook een bijzonder verhaal. Ook tellurium.

Beeld Lynne Brouwer

‘Tellurium is een van de waardevolste elementen die in de aardkorst te vinden zijn. Maar iemand die het waagt tellurium met blote handen vast te houden, zelfs maar voor een paar seconden, zal zeker spijt krijgen.” Op YouTube spreekt een elementenliefhebber dreigend over tellurium. Hij houdt een brokje van het zilvergrijze metaal veilig vast met een pincet. Bij aanraking reageert het element met het vet dat op je vingertoppen zit en kan het in het lichaam terechtkomen. Dat is niet echt schadelijk, nuanceert hij gauw, maar je krijgt er wel een knoflookadem en stinkzweet van.

Tellurium, in het Nederlands telluur genoemd, is omstreeks 1782 ontdekt door de Oostenrijks-Hongaarse baron Franz-Joseph Müller von Reichenstein. Müller werkte als ontwerper en toezichthouder bij verschillende mijnen en studeerde ondertussen mineralogie. Een stuk gouderts uit een mijn in Transsylvanië (nu Roemenië) trok zijn aandacht omdat er minder goud in zat dan verwacht. Wat zat er dan in het mineraal? Bismut, concludeerde Müller in eerste instantie. Of toch niet, corrigeerde hij zichzelf daarna in vier papers. Hij deed tientallen experimenten met het mineraal, waarin hij onder meer het soortelijk gewicht bepaalde en de radijsgeur beschreef van de witte rook die vrijkomt bij verwarming. Aurum paradoxum, noemde hij het, goud vol tegenstrijdigheden. Hij stuurde monsters naar een gezaghebbende Zweedse chemicus om zijn vermoeden te laten bevestigen dat het een nieuw metaal was. Maar de Zweed overleed voor hij de monsters kon bekijken.

En zo kwam het dat pas zestien jaar later werd bevestigd dat Müller inderdaad een nieuw element te pakken had, nadat hij nieuwe monsters naar een andere chemicus had gestuurd – de Duitser Martin Klaproth. Klaproth isoleerde het element en gaf het de naam tellurium, naar Tellus, de Romeinse godin van de aarde.

Telluur is het enige element dat gemakkelijk bindingen aangaat met goud – logisch dus dat Müller het in een goudmijn aantrof. Het 52ste element in het periodiek systeem komt niet veel voor, de belangrijkste winning gebeurt uit slakken – afvalmateriaal – van de koperproductie. Telluur wordt voornamelijk gebruikt in legeringen. Zo zijn koper en roestvast staal beter te bewerken als er een kleine hoeveelheid telluur aan is toegevoegd.

Bijzondere kristalstructuur

De laatste jaren heeft de wetenschap hernieuwde aandacht voor telluur. Die heeft het element te danken aan goede halfgeleidereigenschappen en een bijzondere kristalstructuur. Ze maken telluur geschikt als elektrodemateriaal voor elektrochemische energieopslag (waarbij elektrische energie wordt omgezet in chemische energie in een gas of vloeistof, dat eenvoudiger te bewaren is dan elektriciteit).

Ook is het sinds 2017 in het vizier als zogeheten 2D-materiaal. Het bekendste voorbeeld hiervan is grafiet, dat in een laagje van één atoom dik kan worden neergelegd. Met telluur kan dat ook. 2D-materialen zijn nog volop in onderzoek, maar de hoop is dat ze kunnen leiden tot veel zuiniger chips dan de huidige, op silicium gebaseerde chips. Voor wie nu nieuwsgierig is geworden naar 2D-materialen en online gaat grasduinen: grafiet heet in de 2D-vorm grafeen, 2D-tellurium heet in het verlengde tellureen, of op z’n Engels: tellurene.