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ルテニウム
Ru 44

ルテニウム Ruthenium

ルテニウム(ルテニウム)は化学元素であり、元素記号 Ru、原子番号 44 である。銀灰色の硬く脆い遷移金属である。ルテニウムの最大の工業用途は電子産業である——集積回路の銅インターコネクト用拡散障壁材料、およびダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)コンデンサ電極として使用される。またルテニウムはオレフィンメタセシス反応の触媒(2005 年ノーベル賞)としても使用される。

遷移金属 USGS 2025 銀白色の金属
原子番号 44Z
原子量 101.072u
価電子 1
電子配置 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 4d7
密度
12.45g/cm³
融点
2334°C
地殻存在量
0.001ppm
年間生産量
30tonnes Ru
リサイクル率
50%(極めて低いリサイクル率;使用済み触媒・電子機器から白金族金属回収

なぜ使われるか

ルテニウムは白金族金属の中で最も硬く脆い。その主要な産業的価値は3つの性質に由来する:電気接触合金のための優れた電気伝導性、塩素生産のアノードのための優れた化学的安定性、電子パッケージングと触媒における新規の用途。

用途

Hard drivesCatalystsAlloysSolar cells

用途の詳細単体と化合物の用途

元素単体の主な用途

ルテニウムは白金族金属の中で最も存在量が少なく、比較的手頃な価格である。使用量は少量だが、データストレージ、ファインケミカル、特殊合金といういくつかのニッチでかけがえのない存在だ。最大の工業用途はハードディスクドライブである。機械式ハードディスクの時代から、ルテニウムは磁気記録媒体の中間合金層およびシード層として機能し、コバルト・クロム磁性粒子がより均一に整列し微細粒径を保つのを助け、それによって1枚のディスク当たりの面記録密度を何倍にも高めてきた。今日のデータセンターストレージは依然としてそれに依存している。化学品では、ルテニウムは高性能触媒の活性成分であり、担持接触水素化・選択的酸化の両方に使われるほか、水電解による水素製造や燃料電池の水素発生電極といった新たなエネルギー分野でも用いられる。合金では、ルテニウムは高融点、耐摩耗性、耐高温食性から、白金・パラジウム合金に硬化剤として添加され、スパークプラグ電極、電気接点、白金-ルテニウム熱電対、ガラス繊維延伸用ブッシングを作る。再生可能エネルギーでは、ルテニウム系色素増感太陽電池はかつて研究のホットスポットであり、色素増感型の中で長期にわたり最高水準の光変換効率を保持していた。ルテニウムはさらに耐摩耗電気接点、抵抗膜、超微細電子パッケージングのバリア層にも用いられる。

主な化合物とその用途

二酸化ルテニウム(RuO2)は導電性金属酸化物で、外観は濃青色から黒色であり、厚膜チップ抵抗、チップ抵抗、ルテニウム系薄膜抵抗ペーストの主要材料である。また、塩素アルカリ工業や電気めっき陽極に使われるチタン陽極(寸法安定性陽極)の活性成分ともなる。三塩化ルテニウム(RuCl3)は三水和物および無水物の両形態で一般に入手でき、ほぼすべてのルテニウム触媒と錯体を調製するための出発原料である。活性炭またはアルミナに担持すると汎用選択的水素化触媒となり、ルテニウム電気めっきや電極被膜にも用いられる。トリス(2,2'-ビピリジル)ルテニウム(II)二塩化物(Ru(bpy)3錯体)は古典的な発光性金属錯体で、可視光下で明るい橙赤色蛍光を発する。化学発光分析、光増感、色素増感太陽電池、光触媒による水分解研究に広く用いられ、電気化学教育における代表的なモデル化合物である。

元素小史

1844年にカール・エルンスト・クラウスがウラル山脈の白金鉱石を分析中に発見した。他の白金族元素が早くから発見されていたが、ルテニウムは6種類の中で最後に元素として同定された。現在は南アフリカ、ロシア、カナダのニッケル−銅採掘の副産物として回収される。

関連元素

Sc · スカンジウム Ti · チタン V · バナジウム Cr · クロム Mn · マンガン Fe · Co · コバルト Ni · ニッケル

よくある質問ロングテールQ&A・データ駆動

ルテニウムの融点は何度ですか?
2334 °C
ルテニウムの沸点は何度ですか?
4150 °C
ルテニウムの密度はどのくらいですか?
12.45 g/cm³
ルテニウムの原子番号と分類は何ですか?
44 · 遷移金属
ルテニウムは主にどの鉱物から採取されますか?
白金族鉱物
ルテニウムの世界埋蔵量はどのくらいですか?
5000 tonnes
ルテニウムの年間生産量はどのくらいですか?
30 tonnes Ru
ルテニウムは主に何に使われますか?
ルテニウムは白金族金属の中で最も硬く脆い。その主要な産業的価値は3つの性質に由来する:電気接触合金のための優れた電気伝導性、塩素生産のアノードのための優れた化学的安定性、電子パッケージングと触媒における新規の用途。
ルテニウムは誰がいつ発見しましたか?
カール・エルンスト・クラウス · 1844