Gallium wurde 1875 vom französischen Chemiker Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran entdeckt. Zuvor sagte der russische Chemiker Dmitri Iwanowitsch Mendelejeff die Existenz eines Elements voraus, das im Periodensystem zwischen Aluminium und Indium liegen würde. Das damals noch unentdeckte Element, wurde als Eka-Aluminium bezeichnet. Zu Ehren seines Vaterlandes gab Lecoq de Boisbaudran seiner Entdeckung den Namen Gallium.

Gallium blieb lange unbeachtet, da es nicht wirtschaftlich aus Erzen gewonnen werden konnte. Aufgrund der schlechten Verfügbarkeit und des dadurch resultierenden hohen Preises war das Interesse an dem Element Gallium und seiner Chemie gering.

Mit der Entdeckung der Halbleitereigenschaften von Galliumverbindungen nahm das Interesse an an dem Element zu.

Im Jahr 2024 lag der weltweite Galliumverbrauch schätzungsweise bei 600 Tonnen im Jahr. Der wichtigste Verbraucher ist die Elektronik- und Halbleiterindustrie.
Rund drei Viertel des Galliums wird für die Herstellung Gallium-Nitrid- (GaN) und Gallium-Arsenid-(GaAs)-Wafern verwendet. GaAs und GaN übertreffen Silizium als Halbleitermaterial hinsichtlich Geschwindigkeit, Hitzebeständigkeit und Energieeffizienz.

GaAs-Wafer werden in 5G- und 6G-Mobilfunkchips, Satelliten- und Radarsysteme und in der Optoelektronik (LEDs, Laserdioden, Solarzellen) verwendet.

Schnellladegeräte, Wechselrichter für Elektrofahrzeuge, Rechenzentren, Glasfaser und
Verteidigungssysteme wie Radare nutzen GaN-Halbleiter.

Kleinere Galliummengen werden auch in der Medizin und der Forschung verwendet.

Gallium fällt als Nebenprodukt der Aluminium- und Zinkherstellung an. Bauxit und Sphalerit sind daher die bedeutendsten Minerale. Bei Gallium ist Chinas Monopol besonders spürbar. Das Land kontrolliert zwischen 80 und 95 Prozent der Produktion. Führender Galliumhersteller ist China Germanium, ein Tochterunternehmen von Yunnan Chihong Zinc & Germanium, sowie der staatliche Aluminiumkonzern Chinalco.

Bis 2015 zählte die in Deutschland ansässige Firma Ingal Stade zum größten Galliumproduzenten außerhalb Chinas. Doch 2016 wurde der Betrieb eingestellt.

Flüssigkristalle aus organischen Verbindungen werden in optischen Anzeigen als Galliumersatz in LEDs eingesetzt.

Komplementäre Metalloxid-Halbleiter-Leistungsverstärker auf Siliziumbasis konkurrieren mit GaAs-Leistungsverstärkern in Mobiltelefonen der mittleren Preisklasse der dritten Generation (3G).

Indiumphosphid-Komponenten können GaAs-basierte Infrarot-Laserdioden in einigen Anwendungen mit spezifischen Wellenlängen ersetzen, und Helium-Neon-Laser konkurrieren mit GaAs in Anwendungen mit sichtbaren Laserdioden.

Silizium ist der Hauptkonkurrent von GaAs in Solarzellenanwendungen.

In vielen verteidigungsbezogenen Anwendungen werden aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften GaAs- und GaN-basierte Schaltkreise eingesetzt, für die es keine wirksamen Ersatzstoffe gibt.

Kobaltverbindungen werden bereits seit Jahrtausenden verwendet, um Glasuren und Keramiken eine blaue Farbe zu verleihen. Es wurde in ägyptischen Statuetten und persischen Halskettenperlen aus dem 3. Jahrtausend v. Chr., in Glasfunden in den Ruinen von Pompeji und in China bereits während der Tang-Dynastie (618–907 n. Chr.) sowie später im blauen Porzellan der Ming-Dynastie (1368–1644) nachgewiesen.

Im Mittelalter wurden sie von Bergleuten für wertvolle, aber verhexte Silbereze gehalten, weil sie beim Verhütten wegen dem enthaltenen Arsen knoblauchartig rochen und sich überdies nicht reduzieren ließen. Diese Erze wurden daher als Kobolde, Nickel oder Wolfsspucke genannt. 1735 gelang es, dem schwedischen Chemiker Georg Brandt das Metall darzustellen. Er erkannte es als neues Element und benannte es Kobalt.

Kobalt wird heute vor allem in Lithium-Ionen-Batterien verwendet, insbesondere in Elektrofahrzeugen, aber auch Smartphones, Laptops und anderen elektronischen Geräten. 60 Prozent der Nachfrage nach Kobalt kommt aus dem Batteriesektor. Elektroautos sind der wichtigste Treiber für den steigenden Kobaltabbau.

Kobalt ist ein wichtiger Bestandteil der Kathode von Li-Ionen-Akkus. Das Metall sorgt in den Batterien für Stabilität und eine hohe Energiedichte, die in Elektroautos für deren Reichweite relevant ist.

Weitere Anwendungen für Kobalt sind Superlegierungen für Triebwerke, Gasturbinen und Industriemaschinen.

In Kombination mit Wolfram und Kohlenstoff bildet Kobalt ein Hartmetall (z. B. Wolframkarbid-Kobalt), die in Schneidwerkzeugen, Bohrern und Bergbaumaschinen zum Einsatz kommen.

Kobalt wird auch in Permanentmagneten (z. B. Alu-Nickel-Kobalt- und Samarium-Kobalt-Magneten) verwendet, die in Motoren, Sensoren und Windkraftanlagen eine wichtige Rolle spielen.

Darüberhinaus wird Kobalt in Katalysatoren, Pigmenten für die Herstellung von Farben, Keramik und Glas sowie in sehr geringen Mengen in Medizinprodukten wie Gelenkprothesen und Dentallegierungen verwendet.

Kobalterz fällt meist als Nebenprodukt beim Abbau von Eisen-, Nickel-, Kupfer-, Silber-, Mangan-, Zink- und Arsenerzen an. Zu den wichtigsten kobalthaltigen Mineralen zählen Kobaltit, Heterogenite, Spherocobaltite, Erythrit, Carrollite und Skutterudit. Diese sind aber eher selten.
Die größten Kobaltmengen stammen gegenwärtig aus dem zentralafrikanischen „Copper Belt“.

Etwa drei Viertel des Kobalts stammen aus der Demokratischen Republik Kongo (DRC). Hier befinden sich mit Tenke Fungurume und Kamoto auch die größten Kobaltminen der Welt. Der größte Produzent von raffiniertem Kobalt ist China, das enorme Mengen an Kobalterzen aus der DRC importiert.

Weitere wichtige Quellen sind Sulfidlagerstätten in Russland, Kanada und Australien. An Bedeutung haben in jüngster Zeit Lateriterze in tropischen Gebieten wie Indonesien, Philippinen und Neu-Kaledonien gewonnen.

Indonesien entwickelt sich zu einem weiteren wichtigen Abbauland für Kobalt.

Zu den größten Unternehmen gehören die chinesische CMOC Group (China Molybdenum), Betreiber der Tenke-Fungurume-Mine. An zweiter Stelle folgt der Schweizer Konzern Glencore, dem die Minen Kamoto und Mutanda in DRC gehören.

Etwa zehn Prozent des Kobaltbedarfs wird durch Recycling abgedeckt.

Je nach Anwendung führt der Ersatz von Kobalt zu Leistungseinbußen oder höheren Kosten. In Lithium-Ionen-Batterien, dem weltweit führenden Verwendungszweck von Kobalt, wird der Kobaltgehalt reduziert. In China haben kobaltfreie Lithium-Eisenphosphat-Akkus einen bedeutenden Marktanteil.

Mögliche Ersatzstoffe in anderen Anwendungen sind Barium- oder Strontiumferrite, Neodym-Eisen-Bor-Legierungen oder Nickel-Eisen-Legierungen in Magneten. Cer, Eisen, Blei, Mangan oder Vanadium dienen als Kobaltersastz in Farben.

Eisen, Eisen-Kobalt-Nickel, Nickel, Keramik-Metall-Verbundwerkstoffe (Cermets) oder Keramik finden Anwendung in Schneid- und verschleißfesten Werkstoffen.

Nickelbasislegierungen oder Keramik ersetzen Kobalt in Düsentriebwerken. In Erdölkatalysatoren kann Nickel Kobalt substitutieren und in Prothesen sind Titanbasislegierungen eine Alternative.

Krokoit (Rotbleierz) war eines der ersten entdeckten Chrommineralien. In Persien und in der Qin-Dinastie in China wurde es für die Herstellung von Pigmente für leuchtend gelb-orange Farben in Keramiken verwendet. Chromoxidgrün benutzt man seit Jahrhunderten, um Glas oder Emaille einzufärben. Vincent van Gogh etwa verwendete „Chromgelb“, für seine berühmten Sonnenblumen, eine Serie von insgesamt sieben Gemälden.

1761 analysierte der deutsche Mineraloge Johann Gottlob Lehmann ein rotoranges Mineral aus Sibirien, das später als Krokoit identifiziert wurde. 1797 isoliert der französischen Chemiker Nicolas-Louis Vauquelin Chromoxid und gewann daraus durch Erhitzen mit Kohlenstoff Chrommetall. Reines Chrom wurde 1894 erstmals aluminothermisch von Hans Goldschmidt gewonnen. Bei der einfacheren Reduktion mit Kohlenstoff, wie Vauquelin sie zuvor durchgeführt hatte, entsteht nämlich neben Chrom auch Chromcarbid.

Anfang des 19. Jahrhunderts wurden Chromverbindungen in Farbstoffen, Farben und Gerbmitteln verwendet.

In den 1820er Jahren wurde die Verchromung (Galvanisierung) entwickelt, um die Haltbarkeit und den Glanz von Metallen zu verbessern. Ende des 19. Jahrhunderts entdeckte man dass durch das Beifügen von Chrom zu Eisen Edelstahl entsteht. Seitdem ist Chrom ein essenzieller Bestandteil in Edelstahlprodukten wie Besteck, Maschinen und Baumaterialien.

Im Zweiten Weltkrieg war Chrom ein strategischer Werkstoff für Panzerungen, Flugzeugtriebwerke und Waffen. In der Nachkriegszeit verbreitete sich die Chrombeschichtung von Autoteilen (Stoßstangen, Zierleisten) und Haushaltsgegenständen.

Aufgrund des giftigen sechswertigen Chroms (Cr⁶⁺) in Industrieabfällen stellt Chrom eine Gefahr für die Umwelt dar.

Jährlich werden etwa 45.000 Tonnen Chrom abgebaut.

Der Löwenanteil geht in die Metallindustrie. Allein für Edelstahlprodukte werden etwa 70 Prozent des Chroms verwendet. Weitere Anwendungen in der Metallindustrie sind Eisenlegierungen (Ferrochrom) für die Stahlherstellung, um die Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen. Außerdem ist Chrom Bestandteil in Superlegierungen und Werkzeugstähle für Düsentriebwerke und Gasturbinen.

Auf verchromten Wasserhähnen, Stoßstangen und Motorradteilen sorgt das Metall für Glanz, Korrosionsbeständigkeit und Schutz vor Verschleiß.

Chromoxid dient als Pigment für grüne Farbtöne in Farben, Keramiken und Glas sowie als feuerfestes Material, etwa für hitzebeständige Steine ​​für Öfen. Auch Chromit wird Ziegeln und Steine beigefügt um sie feuerfest zu machen.

Obwohl Chromverbindungen das ganze Farbspektrum abdecken, gibt es nur wenige Verbindungen, die auch in Farbpigmenten verwendet werden.

China ist der führende Produzent von Ferrochrom- und Edelstahl und der führende Verbraucher von Chrom.

90 Prozent des weltweit abgebauten Chroms stammt aus Chromit-Lagerstätten. Weitere Chrom-Mineralien sind Krokoit, Uwarowit, Eskolait und Chromdiopsid.

Die weltweiten Ressourcen belaufen sich auf über 12 Milliarden Tonnen Chromit und reichen aus, um den Bedarf für Jahrhunderte zu decken. Die weltweiten Chromvorkommen konzentrieren sich geografisch zu 95 Prozent in Kasachstan und im südlichen Afrika.

Zu den größten Chromproduzenten zählen Südafrika, Indien, Kasachstan und die Türkei.

Die größte aktive Chrommine der Welt ist die Kemi-Mine in Finnland, die vom finnischen Stahlproduzenten Outokumpu betrieben wird.

Das weltweit größte Chromitvorkommen ist der Bushveld-Komplex in Südafrika.

Chrom ist für seine wichtigste Anwendung weder in Edelstahl noch in Superlegierungen ersetzbar.

Chromhaltiger Schrott kann Ferrochrom in einigen metallurgischen Anwendungen ersetzen.