Cerium, jaksollisen järjestelmän alkuaine 58.
Ceriumon yleisin harvinainen maametalli, ja yhdessä aiemmin löydetyn yttrium-alkuaineen kanssa se avaa oven muiden löytämiselleharvinaisten maametallienelementtejä.
Vuonna 1803 saksalainen tiedemies Klaprott löysi uuden alkuaineen oksidin pienessä ruotsalaisessa Vastrasin kaupungissa tuotetusta punaisesta raskaasta kivestä, joka näytti palaessaan okranväriseltä. Samaan aikaan ruotsalaiset kemistit Bezilius ja Hissinger löysivät myös saman alkuaineen oksidin malmista. Vuoteen 1875 asti ihmiset saivat metallia ceriumia sulasta ceriumoksidista elektrolyysin avulla.
Ceriummetallion erittäin aktiivinen ja voi palamalla muodostaa jauhemaista ceriumoksidia. Cerium-rautaseos sekoitettuna muihin harvinaisiin maametalleihin voi tuottaa kauniita kipinöitä hankautuessaan kovia esineitä vasten, sytyttäen ympäröivät palamisaineet, ja se on keskeinen materiaali sytytyslaitteissa, kuten sytyttimissä ja sytytystulpissa. Se myös palaa itse, mukanaan kauniita kipinöitä, lisättyä rautaa ja muita lantanidiyhdisteitä, vain tehostaakseen näiden kipinöiden vaikutusta. Ceriumista valmistettu tai ceriumsuoloilla kyllästetty verkko voi lisätä polttoaineen palamisen tehokkuutta ja siitä voi tulla erittäin erinomainen palamisen apuaine, joka voi säästää polttoainetta. Cerium on myös hyvä lasin lisäaine, joka voi absorboida ultravioletti- ja infrapunasäteitä, ja sitä käytetään laajalti auton laseissa. Se voi paitsi estää ultraviolettisäteitä, myös alentaa auton lämpötilaa ja säästää sähköä ilmastoinnissa.
Useammat ceriumin sovellukset perustuvat kolmiarvoisen ceriumin ja neliarvoisen ceriumin väliseen muuntumiseen, joilla on ainutlaatuisia ominaisuuksia harvinaisissa maametalleissa. Tämä ominaisuus mahdollistaa ceriumin tehokkaan hapen varastoinnin ja vapauttamisen, jota voidaan käyttää kiinteäoksidipolttokennoissa redoksireaktion katalysoimiseksi, jolloin elektronit liikkuvat suuntaavasti virran muodostamiseksi. Ceriumilla ja lantaanilla kyllästetyt zeoliitit voivat toimia katalyytteinä öljyn krakkauksessa jalostusprosessin aikana. Ceriumoksidin ja jalometallien käyttö autojen kolmikatalysaattoreissa voi muuntaa haitallisia polttoainekaasuja saasteettomiksi typeksi, hiilidioksidiksi ja vedeksi, mikä estää tehokkaasti suuren määrän autojen pakokaasupäästöjä. Koska ceriumoksidi pystyy absorboimaan happea, ihmiset tutkivat myös, miten ceriumoksidinanopartikkeleita voitaisiin hyödyntää antioksidanttihoidossa. Yhdysvalloissa kehittämä kiinteän olomuodon laserjärjestelmä sisältää ceriumia, jota voidaan käyttää biologisten aseiden havaitsemiseen seuraamalla tryptofaanipitoisuutta, ja sitä voidaan käyttää myös lääketieteelliseen havaitsemiseen.
Ainutlaatuisten fotofysikaalisten ominaisuuksiensa ansiosta cerium on myös erittäin tärkeä katalyytti, joka tekee halpaaCerium(IV)oksidikatalyyttien alan tutkijoiden suosiossa. Science-lehti julkaisi 27. heinäkuuta 2018 Shanghain teknillisen yliopiston materiaalitieteen ja -teknologian laitoksen Zuo Zhiwein tiimin merkittävän tieteellisen tutkimussaavutuksen – metaanin muuntamisen valon avulla. Muuntamisprosessin avain on löytää halpa ja tehokas ceriumpohjaisen katalyytin ja alkoholikatalyytin synergistinen katalyysijärjestelmä, joka ratkaisee tehokkaasti tieteellisen ongelman metaanin muuntamiseksi nestemäisiksi tuotteiksi huoneenlämmössä yhdessä vaiheessa valoenergian avulla. Se tarjoaa uuden, taloudellisen ja ympäristöystävällisen ratkaisun metaanin muuntamiseksi korkean jalostusarvon kemiallisiksi tuotteiksi, kuten rakettipolttoaineeksi.
Julkaisun aika: 1. elokuuta 2023