Cerium, element 58 van het periodiek systeem.
Ceriumis het meest voorkomende zeldzame aardmetaal en opent, samen met het eerder ontdekte element yttrium, de deur naar de ontdekking van anderezeldzame aardeelementen.
In 1803 ontdekte de Duitse wetenschapper Klaprott een nieuw element, oxide, in een rode, zware steensoort geproduceerd in het Zweedse stadje Vastras, die bij verbranding een okerkleurige kleur kreeg. Tegelijkertijd vonden de Zweedse chemici Bezilius en Hissinger ook het oxide van hetzelfde element in het erts. Tot 1875 werd metaalcerium verkregen uit gesmolten ceriumoxide door middel van elektrolyse.
Ceriummetaalis zeer actief en kan verbranden tot ceriumoxidepoeder. Een ceriumijzerlegering gemengd met andere zeldzame aardmetalen kan prachtige vonken produceren bij wrijving tegen harde voorwerpen, waardoor omringende brandbare stoffen ontbranden, en is een belangrijk materiaal in ontstekingsmechanismen zoals aanstekers en bougies. Het zal ook zelf verbranden, vergezeld van prachtige vonken, waaraan ijzer en andere lanthaniden zijn toegevoegd, alleen om het effect van deze vonken te versterken. Een gaas van cerium of geïmpregneerd met ceriumzouten kan de effectiviteit van de brandstofverbranding verhogen en een uitstekende verbrandingshulpmiddel worden, wat brandstof kan besparen. Cerium is ook een goed glasadditief, dat ultraviolette en infrarode straling kan absorberen en veel wordt gebruikt in autoglas. Het kan niet alleen ultraviolette straling voorkomen, maar ook de temperatuur in de auto verlagen, waardoor elektriciteit voor de airconditioning wordt bespaard.
Meer toepassingen van cerium zijn gebaseerd op de omzetting tussen driewaardig en vierwaardig cerium, die unieke eigenschappen hebben in zeldzame aardmetalen. Deze eigenschap stelt cerium in staat om effectief zuurstof op te slaan en af te geven, wat kan worden gebruikt in vaste-oxidebrandstofcellen om redox te katalyseren, waardoor de gerichte beweging van elektronen wordt verkregen om stroom te vormen. Zeolieten geïmpregneerd met cerium en lanthaan kunnen dienen als katalysatoren voor het kraken van aardolie tijdens het raffinageproces. Het gebruik van ceriumoxide en edelmetalen in ternaire katalysatoren voor auto's kan schadelijke brandstofgassen omzetten in vervuilingsvrije stikstof, koolstofdioxide en water, waardoor een grote hoeveelheid uitlaatgassen van auto's effectief wordt voorkomen. Vanwege het vermogen om zuurstof te absorberen, wordt ook onderzocht hoe ceriumoxide-nanodeeltjes kunnen worden gebruikt in antioxidanttherapie. Een door de Verenigde Staten ontwikkeld solid state lasersysteem bevat cerium, dat kan worden gebruikt om biologische wapens te detecteren door de concentratie tryptofaan te monitoren, en kan ook worden gebruikt voor medische detectie.
Vanwege zijn unieke fotofysische eigenschappen is cerium ook een zeer belangrijke katalysator, die goedkopeCerium(IV)oxideGeliefd bij wetenschappers op het gebied van katalysatoren. Op 27 juli 2018 publiceerde het tijdschrift Science een belangrijke wetenschappelijke prestatie van het team van Zuo Zhiwei van de School of Material Science and Technology van de Shanghai Tech University – het bevorderen van methaanomzetting met licht. De sleutel in het conversieproces is het vinden van een goedkoop en efficiënt synergetisch katalysesysteem met een ceriumkatalysator en een alcoholkatalysator, dat effectief het wetenschappelijke probleem oplost van het gebruik van lichtenergie om methaan in één stap bij kamertemperatuur om te zetten in vloeibare producten. Het biedt een nieuwe, economische en milieuvriendelijke oplossing voor de omzetting van methaan in chemische producten met een hoge toegevoegde waarde, zoals raketbrandstof.
Plaatsingstijd: 1 augustus 2023