Vanadium is een bekende naam uit de gereedschapskist

Vanadium klinkt vooral bekend uit de gereedschapskist. ‘Chrome-vanadium’ staat er gestanst op de platte kant van de ring- en steeksleutels. Ze zijn gemaakt van roestvast staal, koolstofversterkt ijzer dus, maar de toevoeging van de metalen chroom en vanadium maakt het gereedschap nog robuuster. Dat zorgt ervoor dat in het gebruik een stalen moer het eerder begeeft, waardoor de sleutel intact blijft. Vanadium geeft het materiaal een hoge breukbestendigheid, omdat het voorkomt dat haarscheurtjes zich makkelijk kunnen uitbreiden. Samen met chroom draagt het ook bij aan de roestbestendigheid van het gereedschap. Het toevoegen van een kleine hoeveelheid (procenten of tienden van procenten) aan deze legering volstaat. Keukenmessen van vanadiumstaal blijven langer scherp.

De concentratie van vanadium in de bovenste laag van de aardkorst bedraagt rond de 100 milligram per kilogram. Daarmee is aanwezigheid van dit metaal vergelijkbaar met die van zink. Vanadium is eigenlijk overal op aarde, meestal in lage concentraties. Door verwering van gesteente is het van nature een vaste component van oceaanwater, en door het gebruik van fossiele brandstoffen is de uitstoot van vanadium naar de lucht toegenomen.

In hoge doseringen is vanadium giftig voor mensen, maar tegelijk is het waarschijnlijk een noodzakelijk sporenelement voor botgroei. Het zit in lage hoeveelheden in veel voedingsmiddelen, zoals paddestoelen, bier, wijn en graan, zodat tekorten feitelijk niet voorkomen.

De Spaanse mineraloog Andrés Manuel del Río was in 1801 degene die vanadium voor het eerst beschreef. Del Río ontdekte het nieuwe element in een steenmonster dat hij kreeg toegezonden vanuit de Purisima del Cardenal-mijn in Zimapán, Mexico. Del Río, opgeleid aan de belangrijkste mijnbouwscholen in Europa, deed een hele serie chemische proeven met het materiaal en kwam tot de conclusie dat hij op een nieuw element was gestuit. Omdat de producten die hij hieruit verkreeg zo kleurrijk waren doopte hij het aanvankelijk pancromium. Toen hij later ontdekte dat de producten naar rood verkleurden als hij ze verhitte, wijzigde hij de naam in eritronium. Het jaar daarop gaf hij zijn analysemonsters mee aan Alexander von Humboldt, de ontdekkingsreiziger met wie hij goed bevriend was. In Parijs constateerden deskundigen, achteraf onterecht, dat de monsters alleen chroom bevatten, en daarop trok Del Río zijn ontdekking terug.

Godin van de liefde

In 1830 ‘herontdekte’ de Zweedse onderzoeker Nils Gabriel Sefström het element. Hij gaf het de naam vanadium, een eerbetoon aan de Noorse godin van de liefde en schoonheid Vanadis. In datzelfde jaar kwam een Duitse chemicus echter al tot de conclusie dat het vanadium van Sefström en het eritronium van Del Río precies hetzelfde materiaal was. Pas in 1867 lukte het de Britse chemicus Henry Enfield Roscoe om vanadium in zijn pure vorm te isoleren.

Aanvankelijk gold de ontdekking van het element vanadium als een curiosum. Men zag er weinig commerciële potentie in omdat de concentraties in erts zo laag waren dat het heel duur was om te winnen. Dat veranderde toen aan het begin van de twintigste eeuw op verschillende plekken ter wereld relatief rijke vindplaatsen werden gelokaliseerd. Het komt in ertsgesteenten meestal voor als vanadiumpentoxide (V2O5) in concentraties tot 1,5 procent. Dat betekent dat het nog altijd duur is om te winnen. Behalve in gereedschap en andere staaltoepassingen wordt vanadium tegenwoordig ook veel gebruikt in batterijen en elektronische componenten.