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36C3 - Energiespeicher von heute für die Energie von morgen

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    36C3 Vorspannmusik
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    Herald: Herzlich willkommen zu unserem
    nächsten Talk "Energiespeicher von heute
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    für die Energie von morgen" mit Sebastian
    Pischel. Ich mache es kurz. Erneuerbare
  • 0:28 - 0:33
    Energien, sind der heiße Scheiß. Aber was
    genau gibt es da zu erforschen? Was geht
  • 0:33 - 0:37
    schon und was geht noch nicht? Das wird
    uns jetzt Sebastian Pischel erzählen, der
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    übrigens vor zehn Jahren auf seinem
    allerersten Kongress war, schon immer
  • 0:40 - 0:44
    gerne Sachen auseinandergenommen hat und
    irgendwann nicht mehr aufhören wollte,
  • 0:44 - 0:48
    noch tiefer rein zu gucken, was im
    Innersten der Geräte ist, und deswegen
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    besonders viel über Batterien herausfinden
    wollte. Wir alle benutzen ständig
  • 0:51 - 0:55
    Batterien. Aber Sebastian wollte
    rausfinden, was Batterien im Innersten
  • 0:55 - 0:59
    zusammenhält und was da heute noch
    damit gemacht werden kann. Und deswegen
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    wünsche ich euch jetzt ganz viel
    Spaß mit Sebastian. Vielen Dank.
  • 1:02 - 1:03
    Einen großen Applaus.
  • 1:03 - 1:11
    Applaus
  • 1:11 - 1:15
    Sebastian Pischel: Ja, herzlich
    willkommen, es ist sehr voll. Hätte
  • 1:15 - 1:26
    ich nicht erwartet. Okay. Ja,
    Energiespeicher von heute. Mir ist durch
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    meine Twitter Timeline gerollt immer
    wieder Artikel und Meinungen über: Was ist
  • 1:31 - 1:35
    jetzt besser: Das batteriebetriebene
    Automobil, das Brennstoffzellen betriebene
  • 1:35 - 1:42
    Automobil, eines von beidem? Und danach
    habe ich mir das angesehen und dachte mir,
  • 1:42 - 1:49
    da erzählen eine Menge Leute sehr
    halbgares Zeug, und es werden einzelne
  • 1:49 - 1:52
    Aspekte herausgegriffen, die eine
    bestimmte Technologie besonders gut
  • 1:52 - 1:56
    aussehen lassen, aber eigentlich beide gar
    nicht so richtig miteinander vergleichbar
  • 1:56 - 2:03
    sind. Als Bild schlage ich vor, wenn man
    einen Pinguin in die Wüste setzt, dann
  • 2:03 - 2:08
    sieht er da nicht sonderlich gut aus. Wenn
    man ein Kamel damit vergleicht, ist das
  • 2:08 - 2:13
    Kamel deutlich schneller. Wenn man jetzt
    beide zusammen ins Meer packt, sieht der
  • 2:13 - 2:20
    Pinguin plötzlich ziemlich viel besser
    aus. Und da das alles ein bisschen genauer
  • 2:20 - 2:25
    hinzugucken ist, dachte ich mir vielleicht
    erzähle ich darüber ein bisschen was. Und
  • 2:25 - 2:30
    zwar, weil ich eigentlich einen ganz guten
    Überblick über die ganze Geschichte habe.
  • 2:30 - 2:35
    Ich habe Chemie studiert, ganz klassisch
    auf Diplom, habe angefangen mit
  • 2:35 - 2:39
    organischer Chemie, Biochemie und habe
    dann im Verlauf des Studiums festgestellt:
  • 2:39 - 2:46
    Na ja, da ist die Laborpraxis nicht ganz
    so mein Ding und bin dann erst auf
  • 2:46 - 2:50
    Brennstoffzellen und Wasserstoff
    Technologie aufmerksam geworden. Dann
  • 2:50 - 2:53
    hatte ich einen studentische Hilfskraft-
    Job am Fraunhofer-Institut für
  • 2:53 - 2:58
    Zuverlässigkeit und Micro-Integration, wo
    es tatsächlich darum ging, Lithium-Ionen-
  • 2:58 - 3:04
    Batterien auf kleiner Skala zu bauen und
    die potenziell sogar in eine Platine zu
  • 3:04 - 3:08
    integrieren. Also quasi das, was man heute
    für ein paar Euro aus China sich liefern
  • 3:08 - 3:13
    kann, eine kleine Vertiefung rein gefräst,
    Batterie eingebaut, Deckel drauf und man
  • 3:13 - 3:19
    hat eine eingebaute Batterie, nicht mehr
    so wie üblich rangelötet. Und meinen
  • 3:19 - 3:23
    Abschluss habe ich gemacht am Helmholtz-
    Zentrum Berlin.
  • 3:23 - 3:28
    Da in der Mitte, mitten in der Stadt, ist
    die Technische Universität und das
  • 3:28 - 3:32
    Helmholtz-Zentrum hat zwei Standorte
    einmal unten, rechts Adlershof und unten
  • 3:32 - 3:39
    links in Wannsee. Da stehen jeweils zwei
    Großgeräte. Einmal der BER
  • 3:39 - 3:42
    Forschungsreaktor, beziehungsweise er
    steht da noch, aber er wurde jetzt
  • 3:42 - 3:48
    kürzlich abgeschaltet. Nach drei Jahren
    Vorlauf und guter Vorbereitung ist jetzt
  • 3:48 - 3:52
    vor kurzem der Abschluss gefeiert worden.
    Der Reaktor wird jetzt in den nächsten
  • 3:52 - 3:56
    Jahren langsam heruntergefahren. An dem
    Standort habe ich meine Forschung
  • 3:56 - 4:00
    betrieben, und an der anderen Stelle steht
    das BESSY-II Synchrotron, wo dann eine
  • 4:00 - 4:05
    Menge Material-Untersuchungen gemacht
    werden und auch eine Menge zu
  • 4:05 - 4:11
    Solarenergie, hauptsächlich die bekannte
    Silizium-Solarzellen oder auch Perowskit-
  • 4:11 - 4:15
    Solarzellen geforscht werden und die
    Materialeigenschaften und Struktur
  • 4:15 - 4:24
    untersucht wird. Zuerst, wenn es um einen
    Energiespeicher geht, braucht man zwei
  • 4:24 - 4:32
    Dinge: Material und Platz dafür.
    Energiedichte bildet sozusagen ab: einmal
  • 4:32 - 4:38
    auf der Hochachse die spezifische Energie
    Wattstunden pro Kilogramm, ist also auf
  • 4:38 - 4:44
    die Masse bezogen. Da ist dann klar, man
    sieht eine Blei-Batterie. Die normalen
  • 4:44 - 4:49
    Batterien sind relativ schwer. Unten sind
    jetzt zum Beispiel Kondensatoren. Kennt
  • 4:49 - 4:58
    man auch von kleiner Skala, was man so auf
    Platinen lötet. Die sind leicht und auf
  • 4:58 - 5:04
    der Achse quer ist die Leistung
    pro Kilogramm aufgetragen.
  • 5:04 - 5:11
    Das heißt, wie schnell kriege
    ich die Energie da raus? Das heißt, Metal
  • 5:11 - 5:18
    oxide capacitors, oder auch die
    sogenannten Super Caps sind so ein
  • 5:18 - 5:23
    Schlüsselwort, die auch teilweise in dem
    Kontext Elektromobilität zum Tragen
  • 5:23 - 5:28
    kommen. Die sind sehr schnell entladbar.
    Allerdings sind das keine chemischen,
  • 5:28 - 5:33
    sondern eigentlich mehr physikalische
    Energiespeicher. Was mich jetzt besonders
  • 5:33 - 5:37
    interessiert und was mein Fachgebiet eher
    ist, sind Batterien und da oben
  • 5:37 - 5:41
    tatsächlich chemische Energieträger, also
    das, was wir kennen das Benzin oder auch
  • 5:41 - 5:49
    Wasserstoff. Und dann schauen wir uns mal
    ein Diagramm an, etwas aus der Nähe. Hier
  • 5:49 - 5:54
    ist mir die Achsenbeschriftung flöten
    gegangen, sehe ich gerade. Hier ist die
  • 5:54 - 5:58
    Beschriftung ein bisschen anders. Hier
    geht es jetzt um den Energieinhalt auf's
  • 5:58 - 6:04
    Volumen bezogen und Energieinhalt auf's
    Gewicht bezogen. Auf's Volumen ist die
  • 6:04 - 6:10
    Achse quer, oder?
  • 6:10 - 6:12
    Lachen
  • 6:12 - 6:17
    Ja! Wichtig: habe ich im Studium gelernt
    ganz toll hier zu zeigen. Man muss seine
  • 6:17 - 6:29
    Achsen beschriften, sonst passiert so was.
    Applaus
  • 6:29 - 6:34
    Die Hochachse ist die volumetrische, aufs
    Volumen bezogene Achse. Das sieht man
  • 6:34 - 6:39
    daran unten, Methan und Wasserstoff sind
    gasförmig. Das heißt, man kriegt in einem
  • 6:39 - 6:43
    großen Volumen nur relativ wenig Energie
    gespeichert. Das sieht dann anders aus,
  • 6:43 - 6:49
    wenn man diese Linie mal nach oben geht,
    sieht man da Erdgas 200 bar. Das ist, was
  • 6:49 - 6:55
    wir als LPG Gas von der Tankstelle her
    kennen, zum Beispiel. Oder dann eben
  • 6:55 - 7:00
    entsprechend darüber: Wasserstoff flüssig,
    Wasserstoff hoch komprimiert, kryogener
  • 7:00 - 7:06
    Wasserstoff und dann ganz oben die
    üblichen Treibstoffe Ethanol, Benzin,
  • 7:06 - 7:13
    Diesel. Oben sind sogar ein paar Metalle
    aufgeführt. Graphit ist auch quasi nur
  • 7:13 - 7:20
    Kohlenstoff. Aluminium kann man auch
    verbrennen, potenziell. Wer hat mal einen
  • 7:20 - 7:26
    Feuerlöscher in der Hand gehabt, wo ABC
    draufsteht? Mal Hand heben!
  • 7:26 - 7:32
    Ja, so ziemlich jeder. Wer hat einen in
    der Hand gehabt, wo Klasse D draufsteht?
  • 7:32 - 7:38
    Ja, ungefähr so 10, 15 Hände. Die
    Feuerlöscher der Klasse D sind spezifisch
  • 7:38 - 7:43
    für Metallbrände, weil Metalle tatsächlich
    so heiß und relativ schwer zu löschen
  • 7:43 - 7:46
    sind, dass man dafür spezielles
    Löschmaterial braucht. Das spiegelt sich
  • 7:46 - 7:52
    hier auch wieder, dass die eben in der
    Energiedichte ziemlich weit oben stehen.
  • 7:52 - 8:00
    Wir sehen hier, ich zeig es vielleicht
    mal. Geht das mit der Maus? Nee, wird
  • 8:00 - 8:07
    leider nicht gezeigt. Schade. Unten links
    in der Ecke sieht man dann Blei-Säure-
  • 8:07 - 8:13
    Akku. Das ist die bekannte Autobatterie.
    Ist ziemlich weit unten, weil sie ist für
  • 8:13 - 8:15
    die Energie, die sie speichert, ziemlich
    schwer.
  • 8:15 - 8:22
    Darüber kommen dann die anderen Batterien:
    NiMH ist was man heutzutage üblich in
  • 8:22 - 8:27
    Fernbedienungen oder z.B. das Mystery-
    Hack-Badge reinsteckt. Alkali-Mangan sind
  • 8:27 - 8:33
    die bekannten, nicht aufladbaren
    Einwegzellen. Und über den Lithium-Ionen
  • 8:33 - 8:37
    Akku möchte ich ein bisschen mehr reden,
    weil auch dieses Jahr, wie auch schon im
  • 8:37 - 8:41
    Text angekündigt, der Nobelpreis dafür
    vergeben wurde, für die Entwicklung dieser
  • 8:41 - 8:45
    Technologie. Und auch hier nochmal die
    Frage: Wer von euch hat ein Gerät, was mit
  • 8:45 - 8:51
    einem Lithium-Ionen Akku betrieben wird?
    Lachen
  • 8:51 - 9:01
    Zwei Geräte? Drei? Fünf? Zwanzig? Langsam
    werden die Hände weniger. Alle haben sie.
  • 9:01 - 9:10
    Klar. Die Technik ist absolut verbreitet.
    Was heißt Lithium-Ionen überhaupt? Lithium
  • 9:10 - 9:17
    ist ein Alkalimetall, das dritte Element
    überhaupt, also Ordnungszahl 3, da oben.
  • 9:17 - 9:24
    Es hat drei Elektronen um den Kern herum,
    und wenn man von dem Atom ein Elektron
  • 9:24 - 9:29
    abzieht, spricht man von einem Ion. Das
    heißt, dass ein positiv geladener
  • 9:29 - 9:37
    Lithiumkern, und der transportiert im
    Endeffekt die Ladung in dieser Art
  • 9:37 - 9:43
    Batterie oder Akku.
    Das sind die drei Herren, die diesen
  • 9:43 - 9:50
    Nobelpreis bekommen haben dieses Jahr der
    Herr John B. Goodenough.
  • 9:50 - 9:53
    Lachen
  • 9:53 - 9:58
    Es wird gerätselt, ob sich seine Eltern auch dabei
    mit einem Augenzwinkern gedacht haben, als
  • 9:58 - 10:10
    sie dieses B hinzugefügt haben. Der Herr
    Stanley Whittingham und Akira Yoshino.
  • 10:10 - 10:14
    Das Nobelpreiskomitee hat ganz schöne
    öffentlich verfügbare Dokumentationen
  • 10:14 - 10:19
    bereitgestellt, an deren Beispiel ich
    jetzt mal grob erklären möchte, was da
  • 10:19 - 10:29
    innen drin passiert. Das ist erst einmal
    die erste Iterationen, wo noch an der
  • 10:29 - 10:35
    Anode tatsächlich ein Block Lithium Metall
    verwendet wird. Wer hatte Chemie in der
  • 10:35 - 10:47
    Schule? Leistungskurs? Oh, da wird es
    dünn. Eigentlich hatten alle, wer hat denn
  • 10:47 - 10:51
    mal ein Stückchen Natrium in Wasser
    geschmissen?
  • 10:51 - 10:59
    Ah! Weit mehr als die Hälfte, das spritzt
    und brennt und explodiert. Das Zeug ist
  • 10:59 - 11:05
    halt, also sämtliche Alkalimetalle sind
    hoch reaktiv mit Wasser. Das heißt, es ist
  • 11:05 - 11:08
    schon ein gewisses Problem da, einen
    ganzen Block in so eine Batterie
  • 11:08 - 11:12
    einzubauen. Das ist auch der Grund,
    weswegen man diese Batterien nicht öffnen
  • 11:12 - 11:18
    sollte. Weil die Luftfeuchtigkeit schon
    die reinkommt, reicht, um mit dem Metall,
  • 11:18 - 11:24
    was da drinnen gespeichert ist, zu
    reagieren. Und ja, dann wird es warm und
  • 11:24 - 11:36
    bunt. So, zurück zu der Batterie selber.
    Das heißt, wir haben an der Anode das
  • 11:36 - 11:42
    Lithiummetall gibt sein Elektron ab oder
    wird durch das elektrische Feld beim
  • 11:42 - 11:50
    Aufladen dazu gezwungen, überredet. Wenn
    die Batterie aufgeladen ist, fließt das
  • 11:50 - 11:54
    Elektron durch den Verbraucher auf die
    andere Seite zurück und wird in dieser
  • 11:54 - 12:01
    Iteration in einem Material Titan-Disulfid
    eingelagert. Titan ist auch ein Metall,
  • 12:01 - 12:06
    relativ bekannt eigentlich. Weiße
    Wandfarbe kennt auch jeder. Titandioxid ist
  • 12:06 - 12:11
    ein total bekanntes und verbreitetes
    Pigment. Hier ist es halt das Schwefel-
  • 12:11 - 12:18
    Analogon, das Disulfid. An der Batterie,
    die hat funktioniert. Man sieht hier zwei
  • 12:18 - 12:23
    Volt Zellspannung ist schon mal deutlich
    mehr als eine normale Batterie, die 1,5
  • 12:23 - 12:27
    Volt. Das Problem dabei war: Das Ding
    zersetzt sich einfach chemisch mit der
  • 12:27 - 12:37
    Zeit. Nächste Iteration: Kobaltoxid. Das
    war jetzt stabil und diese Batterie war
  • 12:37 - 12:41
    halt nicht nach zwei, dreimal Aufladen und
    Entladen dann einfach kaputt.
  • 12:41 - 12:46
    Außerdem war die Zellspannung noch ein
    bisschen größer. Auf der Anodenseite ist
  • 12:46 - 12:52
    es erst einmal bei dem Lithiummetall
    geblieben, bei dem Block, und am Schluss
  • 12:52 - 13:01
    kam dann die Innovation. Okay, wenn ich
    diesen Metallblock loswerden möchte, wie
  • 13:01 - 13:06
    kann ich da, wie komme ich da außen rum?
    Und da hat Yoshino rausgefunden: Hey, wir
  • 13:06 - 13:12
    nehmen Grafit, also quasi das, woraus man
    Bleistiftminen auch macht. Graphit hat so
  • 13:12 - 13:19
    eine Wabenstruktur. So Karnickeldraht
    sozusagen, und das sind Schichten, die
  • 13:19 - 13:24
    parallel übereinander aufgeschichtet sind,
    und dazwischen ist Platz, und dazwischen
  • 13:24 - 13:31
    passt Lithium als Ion gut dazwischen.
    Tatsächlich, da Ordnungszahl drei, ist es
  • 13:31 - 13:35
    wirklich fast das kleinste Atom, was man
    sich denken kann. Dementsprechend braucht
  • 13:35 - 13:46
    es auch nicht viel Platz. Und das kann man
    eben in Graphit oder Petrol-Koks quasi -
  • 13:46 - 13:51
    also nicht das zum Schnüffeln, sondern das
    zum Verbrennen - kann man das einlagern
  • 13:51 - 13:56
    und hat plötzlich nicht mehr diesen hoch
    reaktiven Metallblock oder Metallschicht,
  • 13:56 - 14:01
    sondern hat etwas besser Handhabbares. Und
    das in Kombination hat sich dann dazu
  • 14:01 - 14:10
    entwickelt, was wir heutzutage in allen
    unseren Geräten drinne haben. Was nicht so
  • 14:10 - 14:12
    mein Fachgebiet ist, aber was natürlich
    auch diskutiert werden muss, ist, woher
  • 14:12 - 14:19
    kriegt man diese Materialien eigentlich?
    Kobaltoxid insbesondere ist viel im
  • 14:19 - 14:25
    Gespräch, weil die Hauptquelle aus den so
    genannten Coltanvorkommen hauptsächlich in
  • 14:25 - 14:32
    Zentralafrika kommen. Coltan ist eine
    Zusammensetzung aus Columbit und Tantalit.
  • 14:32 - 14:37
    Das sind zwei Minerale, die eng
    verheiratet miteinander in den
  • 14:37 - 14:42
    Lagerstätten abgebaut werden und die
    hauptsächlich in Zentralafrika vorkommen.
  • 14:42 - 14:53
    Columbit ist eine Quelle für das Element
    Niob und Tantalit, wie der Name schon sagt
  • 14:53 - 14:58
    Tantal. Und die bringen aber in
    Vergesellschaftung auch immer Kobalt mit
  • 14:58 - 15:03
    zusammen. Irgendetwas hat sich die Natur
    dabei gedacht. Auf jeden Fall sind die
  • 15:03 - 15:08
    irgendwie immer an der gleichen Stelle
    rauszuholen. Und an nicht vielen Stellen sonst.
  • 15:08 - 15:12
    Dann ist die Diskussion, wo kriegen
    wir das Ganze Lithium her? Das kommt dann
  • 15:12 - 15:21
    zu großen Teilen aus Südamerika und aus
    China. Ähnliches Problem der Grafitanode.
  • 15:21 - 15:25
    Um besonders hochwertige Zellen zu
    bekommen, braucht man eine bestimmte
  • 15:25 - 15:33
    Qualität von Graphit. Haupthersteller:
    China. Das heißt, da ist dann die Frage,
  • 15:33 - 15:37
    möchte man mit den Chinesen denn jetzt
    unbedingt einen Wirtschaftskrieg anfangen?
  • 15:37 - 15:42
    wenn die sagen können, dann kriegt ihr
    halt keine Batteriematerialien mehr und
  • 15:42 - 15:49
    dann habt ihr halt auch keine Batterien
    mehr, weil, die halten ja auch nicht ewig.
  • 15:49 - 15:58
    Mehr dazu kann man sich bei Methodisch
    Inkorrekt nachhören. Ich höre ziemlich
  • 15:58 - 16:04
    viel Podcasts. Das kann man sich
    vielleicht vorstellen, und möglicherweise
  • 16:04 - 16:09
    hat der ein oder andere den Hintergrund zu
    dem.
  • 16:09 - 16:12
    Ich kann hochgradig empfehlen, wenn man
    auch mal ein bisschen sich für
  • 16:12 - 16:15
    Wissenschaft interessiert: hört da mal
    rein. Hochgradig interessant, macht viel
  • 16:15 - 16:18
    Spaß zu hören, auch einfach nur vom
    Unterhaltungswert her, und man kann eine
  • 16:18 - 16:26
    Menge lernen. Was auch noch zu einer
    Batterie dazugehört, ist der Elektrolyt,
  • 16:26 - 16:30
    also die Flüssigkeit zwischen den beiden
    Elektroden. Denn man muss diese Lithium-
  • 16:30 - 16:37
    Ionen auch noch irgendwo drinnen aufheben.
    Man kann das Metall nicht einfach von
  • 16:37 - 16:41
    einer Elektrode zur Nächsten wandern
    lassen. Das muss irgendwie geschehen.
  • 16:41 - 16:47
    Dafür gibt es diesen Elektrolyten. Und
    diese speziellen - Carbonate heißen Sie
  • 16:47 - 16:51
    mit Trivialnamen - Kohlensäureester haben
    die Eigenschaft, dass Sie sehr polar sind
  • 16:51 - 17:00
    und aprotisch heißt, sie sind nicht
    chemisch gesehen sauer. Weil es gibt
  • 17:00 - 17:06
    Lösungsmittel, die Ihre Wasserstoffatome -
    hier sind ein Paar eingezeichnet, gibt
  • 17:06 - 17:14
    noch ein paar mehr - die ihre H- Atome abgeben
    und dann so ähnlich wirken wie Wasser. Wir
  • 17:14 - 17:19
    hatten vorhin schon gesagt: Alkalimetalle
    in Wasser - Schlechte Idee! Alkalimetall
  • 17:19 - 17:23
    in einem protischen Lösungsmittel - auch
    nicht so gut. Das heißt, es gibt eine
  • 17:23 - 17:27
    bestimmte Anforderung an das
    Lösungsmittel und diese Klasse von
  • 17:27 - 17:36
    Lösungsmitteln erfüllt die ganz gut und
    lässt sich gut herstellen. Ist leider auch
  • 17:36 - 17:41
    hygroskopisch, ist wasseranziehend, das
    heißt: muss gut abgekapselt werden. Das
  • 17:41 - 17:45
    ist auch der Grund, weswegen auf Batterien
    immer darauf steht "Nicht öffnen, nicht
  • 17:45 - 17:50
    auseinander nehmen", weil die werden
    einfach feucht. Und im besten Fall
  • 17:50 - 17:55
    verlieren die Batterien bloß ihre
    Kapazität, weil das Material, was die
  • 17:55 - 18:01
    Energie transportiert, kaputtgeht,
    wegreagiert. Im schlimmsten Fall wird es
  • 18:01 - 18:10
    dann warm, und man kriegt buntes Feuer.
    Zum Beispiel auch so: Wer von euch hat so
  • 18:10 - 18:16
    eine Batterie mal auseinandergenommen,
    zumindestens was da noch an kleinen
  • 18:16 - 18:23
    Platinchen außen dranhängt?
    Gar nicht so viele, so 20 vielleicht. Ich
  • 18:23 - 18:26
    habe schon eine Menge Laptop-Akkus, Handy-
    Akkus, alles Mögliche auseinander gebaut.
  • 18:26 - 18:32
    Da hängt immer so eine kleine Platine
    davor, eine Schutzelektronik, die dafür
  • 18:32 - 18:37
    sorgt, dass die Batterie nicht zu tief
    entladen wird und nicht zu sehr überladen
  • 18:37 - 18:43
    wird. Wenn man nämlich zu viel Energie
    reingesteckt in diese Batterien, dann
  • 18:43 - 18:53
    bilden sich solche Metallstifte, Säulen,
    Wiskers, sind Schnurrhaare quasi. Das sind
  • 18:53 - 18:59
    eben dünne, lange Strukturen aus Metall,
    die dann bei zu hohen Spannungen wachsen.
  • 18:59 - 19:03
    Das in der Mitte ist der Separator, der
    die beiden Teile der Batterie voneinander
  • 19:03 - 19:09
    trennt. Die pieken einfach durch und
    machen einen Kurzschluss. Und dann hat man
  • 19:09 - 19:16
    ein Problem, wie z.B. das hier. Hat einer
    von euch so ein Gerät gehabt und damit
  • 19:16 - 19:28
    Ärger gehabt? Das ist ein Samsung Galaxy
    Note 7. Ich sehe eine Hand. Vielleicht
  • 19:28 - 19:34
    ist noch eine zweite dabei. Ich glaube,
    das war vor anderthalb, zwei Jahren, da
  • 19:34 - 19:39
    gab es große Presse, dass diese Geräte
    angefangen haben, aus heiterem Himmel
  • 19:39 - 19:46
    Feuer zu fangen, teilweise in der Tasche
    des Eigentümers. Eher blöd. Was sich
  • 19:46 - 19:52
    hierbei herausgestellt hat, ist, da oben
    sieht man ein Röntgen-Querschnitt. Diese
  • 19:52 - 19:57
    dünnen Linien sind die
    Elektrodenschichten, und dieses etwas
  • 19:57 - 20:01
    dickere ist der Separator, und es hat sich
    herausgestellt: Bei der Dimensionierung
  • 20:01 - 20:05
    und Herstellung dieser Batterien wurde
    dieser Separator ein kleines bisschen zu
  • 20:05 - 20:12
    klein gewählt, und dann ist durch ein paar
    Stöße irgendwie an der Ecke passiert, dass
  • 20:12 - 20:16
    sich so eine Elektrodenfolie so ein
    bisschen verbogen hat. Dann haben die
  • 20:16 - 20:21
    Kontakt gekriegt. Dann hat sich damit die
    Batterie intern kurzgeschlossen, entladen,
  • 20:21 - 20:26
    ist wärmer geworden, hat sich aufgebläht,
    hat Feuer gefangen, und das Ergebnis sieht
  • 20:26 - 20:33
    man dann daneben: nicht so gut. Das ist
    halt eben auch etwas, was man bei
  • 20:33 - 20:37
    sämtlichen Energiespeichern nicht loswird.
    Man muss irgendwie sicher bekommen, und
  • 20:37 - 20:42
    man muss sie handhaben können. Nicht nur
    der Platzbedarf und das Gewicht spielt 'ne
  • 20:42 - 20:45
    Rolle.
    Deswegen sind Lithium-Ionen-Batterien ja
  • 20:45 - 20:50
    auch so verbreitet, weil sie einfach
    deutlich leichter sind als die Nickel-
  • 20:50 - 20:54
    Cadmium/Nickel-Metalhydrit-Batterien zum
    Beispiel und leistungsfähiger.
  • 20:57 - 21:01

    Was aktuell noch geforscht wird, sind zum
  • 21:01 - 21:05
    Beispiel neue Elektroden-Materialien, um
    eben dieses Problem mit dem Kobalt
  • 21:05 - 21:13
    loszuwerden. Kobalt-Oxid funktioniert sehr
    gut. Es gibt Bestrebungen, das hat man,
  • 21:13 - 21:17
    glaube ich, auch durch Pressemitteilungen
    von Tesla oder sowas und anderen Firmen,
  • 21:17 - 21:23
    die grad an Entwicklungen forschen, gehört
    das Nickel ersetzt wird. Kobalt und Nickel
  • 21:23 - 21:27
    sind sich einigermaßen ähnlich, stehen
    nebeneinander im Periodensystem und man
  • 21:27 - 21:33
    kann Nickel ersetzen und den Kobalt-Anteil
    reduzieren. Nickel hat auch Probleme, weiß
  • 21:33 - 21:37
    vielleicht der eine oder andere, der
    dagegen allergisch ist. Nickel verursacht
  • 21:37 - 21:43
    Kontakt-Allergien; also auch nicht so
    problemlos. Man muss eben gucken, welches
  • 21:43 - 21:48
    Problem kann man handhaben und welches
    muss man, welches muss man einfach
  • 21:48 - 21:54
    eingehen? Ganz interessant, man kann
    dieses Kobalt-Oxid durch Silizium
  • 21:54 - 22:02
    ersetzen. Man kann tatsächlich wie auch
    Mikrochips aus dünnen Silizium-Wafern
  • 22:02 - 22:05
    gefertigt werden; Man kann dieses Material
    nehmen, auf 'ne bestimmte Art und Weise
  • 22:05 - 22:12
    aufbereiten und als Elektrode für so'ne
    Batterie benutzen. Und tatsächlich ist es
  • 22:12 - 22:16
    auch eine Gitterstruktur, wo auch diese
    Lithium-Ionen gut reinpassen in die
  • 22:16 - 22:23
    Zwischenräume. Tatsächlich ist die
    Kapazität noch einige Male größer als mit
  • 22:23 - 22:27
    dem Kobalt-Oxid. Das Problem ist, dass
    funktioniert zwei, dreimal... weil
  • 22:27 - 22:35
    dadurch, dass das Silizium das Lithium als
    Fremdmetall aufnimmt, quillt das Ganze auf
  • 22:35 - 22:40
    - wird größer - also wirklich physikalisch
    größer, wird... beim Entladen schrumpft es
  • 22:40 - 22:46
    wieder, und dann bilden sich Risse, und
    nach wenigen Lade/Entladezyklen hat man
  • 22:46 - 22:52
    dann keine schöne, glatte Elektrode mehr,
    sondern dann hat man Krümel. Und dann ist
  • 22:52 - 22:56
    die Batterie kaputt. Das ist einer der...
    eins der Felder, an denen aktuell
  • 22:56 - 23:00
    geforscht wird. Wie kriegt man, also
    kriegt man Silizium tatsächlich in den
  • 23:00 - 23:04
    Griff, dass man' als Elektroden-Material
    benutzen kann? Und auch da wird geforscht,
  • 23:04 - 23:09
    um zum Beispiel das Problem loszuwerden,
    dass man überhaupt darüber diskutieren
  • 23:09 - 23:12
    muss:
    >>Ja, Kobalt, Afrika, politische
  • 23:12 - 23:18
    Probleme<<, wir haben nicht genug Material
    für das alles. Elektrolyte, das gleiche...
  • 23:18 - 23:26
    Metallionen, is 'ne ganz witzige Anekdote.
    Der Herr Goodenough hat in den 80ern,
  • 23:26 - 23:32
    als die Grundlagenforschung für seine
    Entwicklung stattgefunden hat, auch schon
  • 23:32 - 23:39
    über Natrium als Energie... also als
    Metall, was dann diesen Hin-und... diesen
  • 23:39 - 23:45
    Transfer, dieses Hin-und-her-Pendeln
    zwischen den Elektroden übernimmt... Davon
  • 23:45 - 23:49
    ist heute nicht wirklich was bekannt,
    jedenfalls nicht in der öffentlichen
  • 23:49 - 23:53
    Presse. Geforscht wird daran trotzdem.
    Also es gibt zum Beispiel Natrium-Sulfid-
  • 23:53 - 23:57
    Batterien, die funktionieren sehr gut.
    Allerdings brauchen die Temperaturen um
  • 23:57 - 24:01
    200 Grad, bis sie vernünftig
    funktionieren. Bei Raumtemperatur gehen
  • 24:01 - 24:06
    die nicht. Das ist praktisch für so etwas
    wie Blockheizkraftwerke oder Lkws oder
  • 24:06 - 24:10
    irgendwie große, große Dinge, die heiß
    werden und heiß bleiben können. Aber für
  • 24:10 - 24:15
    den Alltagsgebrauch, selbst für ein
    Auto... Kann man nicht anwenden. Aber
  • 24:15 - 24:19
    möglicherweise findet man damit 'was, was
    man so ähnlich wie so 'ne Lithium-Ionen-
  • 24:19 - 24:25
    Batterie bauen kann. Und Natrium haben wir
    wirklich reichlich. Man geht an
  • 24:25 - 24:29
    irgendeinen Ozean, hat Natriumchlorid,
    Salz, in rauen Mengen kann das problemlos
  • 24:29 - 24:33
    daraus schöpfen, hat Natriumionen ohne
    Ende. Dann haben wir zum Beispiel auch das
  • 24:33 - 24:38
    Problem mit dem Lithium aus Südamerika und
    politisch fragwürdige Quellen nicht mehr,
  • 24:38 - 24:45
    oder Abhängigkeit von China.
    Dann noch ein bisschen zu Wasserstoff, da
  • 24:45 - 24:52
    steck' ich nicht so sehr drin, deswegen
    etwas grober. Das ist ein Zustandsdiagramm
  • 24:52 - 24:56
    von Wasserstoff. Wasserstoff ist
    speziell...
  • 24:58 - 25:03
    Wer kennt aus Camping zum Beispiel diese
    Gasbrenner, die man mit so Kartuschen,
  • 25:03 - 25:10
    oder diesen großen Propangas-Flaschen
    betreibt? Ja, 80, 90 Prozent bestimmt. Wer
  • 25:10 - 25:15
    hat schon mal aus Versehen das Ventil
    aufgemacht und den Schlauch abgeschraubt?
  • 25:17 - 25:22
    Ja, 'n paar. Oder anderes Beispiel: Wer
    hat schon mal ein Feuerzeug nachgefüllt?
  • 25:22 - 25:26
    Ah, fast alle. Wenn man das nicht richtig
    macht, dann zischt es und es wird ziemlich
  • 25:26 - 25:32
    kalt. Das heißt in der Chemie Joule-
    Thompson-Effekt. Also dass, wenn man
  • 25:32 - 25:36
    ein verflüssigtes komprimiertes Gas
    plötzlich entspannt wird, das heißt,
  • 25:36 - 25:40
    es steht in dem Behälter unter Druck,
    man macht das Ventil auf,
  • 25:40 - 25:43
    es entweicht an die Atmosphäre,
    der Druck ist plötzlich nur noch
  • 25:43 - 25:47
    Atmosphärendruck, und dann wird es kalt.
    Das ist bei den meisten Gasen so. Bei
  • 25:47 - 25:53
    Wasserstoff nicht, der wird heiß. Und das
    ist blöd, wenn man jetzt ein Leck in einem
  • 25:53 - 26:01
    Wasserstofftank hat. Das sind zum Beispiel
    Vorsichtsmaßnahmen, da müssen sich... also
  • 26:01 - 26:06
    in der Raumfahrt, wo Raketen mit
    Wasserstoff betrieben werden, das ist zum
  • 26:06 - 26:10
    Beispiel etwas, worauf man sehr gut
    aufpassen muss. Dann sind hier in diesem
  • 26:10 - 26:15
    Diagramm noch drei Bereiche ausgezeichnet:
    Nummer 1 ganz links da, auf dieser
  • 26:15 - 26:26
    orangefarbenen Linie ist Liquid-Storage,
    Flüssig-Wasserstoff. Und da sieht man vor
  • 26:26 - 26:32
    allen Dingen, wenn man die Temperatur-
    Achse sich oben anguckt: Wir sind bei -260
  • 26:32 - 26:36
    Grad, da ist nicht mehr viel Platz bis zum
    absoluten Nullpunkt. Heißt auch kryogener
  • 26:36 - 26:42
    Wasserstoff. Weil der Wasserstoff nicht
    flüssig zu kriegen ist oberhalb der
  • 26:42 - 26:48
    Temperatur, die von dieser orangenen Linie
    eingefaßt wird. Wenn man, wenn man den
  • 26:48 - 26:52
    Wasserstoff wärmer macht, steht ja immer
    noch unter Druck und ist immer noch hoch
  • 26:52 - 26:58
    komprimiert und relativ dicht. Aber da ist
    ja nicht mehr unbedingt flüssig. Und wenn
  • 26:58 - 27:02
    man das Ganze dann zu höheren Temperaturen
    geht und dann im Bereich 2 auf der rechten
  • 27:02 - 27:06
    Seite kommt, dann sieht man, diese Linien
    zeigen an, was unter welchem Druck bei
  • 27:06 - 27:11
    welcher Temperatur steht, und hat dann 500
    bar.
  • 27:11 - 27:16
    Normalerweise sind so eine
    Druckgasflasche, wo man Schweiss- Gas oder sowas her
  • 27:16 - 27:23
    kriegt. Üblicherweise im Handel sind
    meistens 200, maximal 300 bar. Dadurch,
  • 27:23 - 27:27
    dass dieses Diagramm bis 1000 hochgeht,
    das zeigt schon, Wasserstoff braucht ein
  • 27:27 - 27:32
    bisschen Überzeugungsarbeit, um sich
    verdichten zu lassen. Und dann oben noch
  • 27:32 - 27:41
    der Bereich 3. Ist der trans- kritische Bereich.
    Der kritische Punkt heißt der Bereich,
  • 27:41 - 27:50
    über dem der Zustand zwischen flüssig und
    gasförmig zu einem, zu einem nicht mehr
  • 27:50 - 27:57
    auseinander haltbaren Gemisch wird. Das
    heißt, es ist nicht wirklich flüssiger
  • 27:57 - 28:01
    Wasserstoff, ist nicht wirklich gasförmig,
    irgendwas dazwischen. Aber auch dafür
  • 28:01 - 28:07
    braucht man sehr tiefe Temperaturen. Und
    das ist z.B. eines der Argumente, was
  • 28:07 - 28:13
    gegen Wasserstoff-Betankung spricht. Da
    das Material soweit runter zu kühlen und
  • 28:13 - 28:15
    zu verflüssigen
    braucht eine Menge Energie, ihn kühl zu
  • 28:15 - 28:20
    halten braucht Infrastruktur und
    Isolierbehälter. Wenn sowas angepiekst
  • 28:20 - 28:24
    wird und entweicht, ist... kann ein
    Problem werden, weil zum Beispiel durch
  • 28:24 - 28:30
    den Thompson-Effekt, der beim Wasserstoff
    für Erhitzung sorgt: Gefahrenpotenzial.
  • 28:30 - 28:36
    Und das heißt auch, wenn man sich
    überlegt: Wo kann Wasserstoff gut
  • 28:36 - 28:43
    funktionieren? Meiner Ansicht nach vor
    allen Dingen in Anwendungen, wo man viel
  • 28:43 - 28:49
    auf einmal braucht, an bekannten Orten, wo
    man Zeit hat zum Betanken. Also das
  • 28:49 - 28:53
    Argument: Ja, ich brauch an der Tankstelle
    fünf Minuten, um meinen Diesel voll zu
  • 28:53 - 28:57
    tanken. Aber mit Wasserstoff, das dauert
    zehn, zwanzig Minuten, und danach muss ich
  • 28:57 - 29:04
    dann erst mal die Tankstelle wieder
    erholen und runter kühlen. Das kann man
  • 29:04 - 29:10
    machen, aber für den Personenverkehr
    eigentlich total sinnlos. Also ich würde
  • 29:10 - 29:14
    sagen, es ist klar, dass das auf großer
    Skala nicht zu machen ist. Aus
  • 29:14 - 29:18
    Gefahrenaspekten, aus Handling, wie auch
    immer. Aber man kann sich denken, dass man
  • 29:18 - 29:24
    Busse, Schiffe, vielleicht sogar Flugzeuge
    mit Wasserstoff betanken kann, weil die
  • 29:24 - 29:29
    fliegen oder bewegen sich von wenigen
    bekannten Punkten. Und man muss eben nicht
  • 29:29 - 29:33
    überall Tankstellen verstreuen, sondern
    man hat bestimmte Positionen, wo man denn
  • 29:33 - 29:37
    den Treibstoff vorhalten kann und da auch
    dann entsprechend sicher handhaben kann.
  • 29:37 - 29:45
    Und Individualverkehr damit auszustatten
    kann man machen, wird auch gemacht. Ob das
  • 29:45 - 29:50
    auf großer Skala eine gute Idee ist, weiß
    ich nicht. Aber deswegen zu sagen
  • 29:50 - 29:56
    Wasserstoff ist sinnlos, ist zu teuer,
    braucht zu viel Energie, ist nicht
  • 29:56 - 30:02
    handhabbar, ist gefährlich finde ich auch
    keine richtige Aussage. Man muss eben
  • 30:02 - 30:06
    hingucken: Was sind die Randbedingungen?
    Was kann man vernünftig handhaben und dann
  • 30:06 - 30:11
    sagen: Okay, ich wähle den Speicher, den
    Speicher, einen anderen Speicher.
  • 30:13 - 30:17
    Bei Batterien anders rum. Da muss man eben
    immer das Material mit sich herumtragen.
  • 30:17 - 30:24
    Man hat die Batterie, die Elektronen,
    Cobaltoxid, das Graphit, das ist immer da.
  • 30:24 - 30:27
    Das muss man immer mit sich herumtragen.
    Und die Lithium-Ionen
  • 30:27 - 30:30
    gehen von
    einer Seite auf die andere, geben dadurch
  • 30:30 - 30:36
    Energie ab oder nehmen welche auf. Aber
    die Masse bleibt immer konstant, egal wie
  • 30:36 - 30:43
    voll der Akku ist. In der Schule gabs bei
    uns so ein bisschen den Witz. Von wegen.
  • 30:43 - 30:47
    Ist jetzt eigentlich ein leerer Akku
    leichter als ein voller Akku? Naja, das
  • 30:47 - 30:57
    sind ja weniger Elektronen drin. Und wenn
    man jetzt über Flugzeuge nachdenkt, möchte
  • 30:57 - 31:02
    man vielleicht nicht ein Flugzeug bauen,
    was man quasi was eine riesige fliegende
  • 31:02 - 31:08
    Batterie ist, weil man das Gewicht immer
    mit sich herumtragen muss. Dann natürlich
  • 31:08 - 31:19
    noch: Was macht die Natur eigentlich? Die
    linke Seite ist so ein grobes Schema von
  • 31:19 - 31:26
    was in jeder Pflanze passiert. Sonne strahlt auf
    grüne Teile. Da läuft dann die Lichtreaktion der
  • 31:26 - 31:33
    Photosynthese ab, CO2 und Wasser werden
    fixiert, und Sauerstoff kommt raus. Und
  • 31:33 - 31:42
    unten hat man als Speicher sogar größere
    organische Moleküle. Etwas genauer
  • 31:42 - 31:48
    angeguckt, sieht das dann so aus.
    Vielleicht kennt man das noch aus dem Bio
  • 31:48 - 31:55
    Unterricht, das zweistufige Foto System
    und die Absorption der beiden Teile. Daran
  • 31:55 - 32:01
    kann man zum Beispiel auch sehr gut sofort
    sehen: Warum sind Blätter grün? Naja. Im
  • 32:01 - 32:05
    blauen Bereich wird absorbiert. Je höher
    der Peak ist, umso mehr Licht wird
  • 32:05 - 32:11
    eingefangen, das landet dann in diesen
    roten, hellroten Bereichen, trifft auf die
  • 32:11 - 32:18
    Fotossystem-Zentren regt dann, angedeutet
    durch den blauen Pfeil, regt dann dieses
  • 32:18 - 32:23
    Molekül an und über diese lange Kaskade
    von verschiedenen komplizierten
  • 32:23 - 32:27
    Biomolekülen wird das dann durchgereicht,
    und irgendwie macht daraus die Zelle dann
  • 32:27 - 32:34
    ihre Energie. So etwas kann man sehr
    schwer tatsächlich nachbauen. Wird auch
  • 32:34 - 32:38
    gemacht. Es werden teilweise werden
    einzelne von diesen, von diesen Kreisen ja
  • 32:38 - 32:42
    angedeutet. Vielleicht wird versucht, sie
    zu isolieren und sich anzugucken. Wie
  • 32:42 - 32:47
    funktioniert das? Was für, was für Enzyme,
    was für Proteine sind da drin? Manchmal
  • 32:47 - 32:51
    sind auch einzelne Metal-Zentren da drin.
    Wie funktioniert das? Und können wir
  • 32:51 - 32:57
    darüber was lernen und das vielleicht in
    für uns leichter umsetzbaren System
  • 32:57 - 33:02
    nachbauen? Gut, Peak wird
    höher, heißt, absorbiert
  • 33:02 - 33:08
    mehr Energie, und in der Mitte ist dieses
    Tal grün. Das heißt, das grüne Licht wird
  • 33:08 - 33:17
    einfach nicht absorbiert. Deswegen sieht
    ein Blatt grün aus. Und noch eine andere
  • 33:17 - 33:24
    Vision ist zu sagen: Okay, können wir das als
    Modell nehmen und das so ähnlich machen.
  • 33:24 - 33:32
    Wir haben ein künstliches Blatt. Ist der
    Oberbegriff für diese, für diese ganze
  • 33:32 - 33:38
    ganze Forschungsrichtung zu sagen: Okay,
    man nimmt sein Material, taucht es in
  • 33:38 - 33:44
    Wasser ein, man strahlt Sonnenlicht drauf
    und kann dadurch so ähnlich, wie die
  • 33:44 - 33:49
    Pflanze mit ihren Blättern auch macht, das
    Wasser aufspalten in Wasserstoff und
  • 33:49 - 33:54
    Sauerstoff, diesen Wasserstoff dann
    einfangen, entweder verflüssigen oder eben
  • 33:54 - 33:58
    in der chemischen Industrie über
    verschiedene Reaktionen zu größeren
  • 33:58 - 34:04
    Energieträgern weiter, weiter entwickeln.
    Und potenziell kann man daraus auch dann
  • 34:04 - 34:09
    am Schluss wieder im Prinzip, was wir als
    Benzin oder als fossile Energieträger
  • 34:09 - 34:16
    kennen, aber eben ursprünglich nur aus
    Sonnenlicht gemacht. Wir haben dann nicht
  • 34:16 - 34:20
    mehr diesen Fall, dass wir dann aus
    Jahrmillionen alten Ablagerungen aus der
  • 34:20 - 34:26
    Erde Material ausgraben müssen, sondern
    wir können das selber machen. Das wäre
  • 34:26 - 34:32
    sozusagen vom Modell her das, was unter
    klimaneutralen oder CO2 neutralen
  • 34:32 - 34:38
    Kraftstoffen gemeint ist. Man hat zwar
    immer noch einen organischen Kraftstoff,
  • 34:38 - 34:41
    den man dann verbrennt. Methanol kann man
    auch, mit Methanol kann man auch
  • 34:41 - 34:47
    Brennstoffzellen betreiben. Diesel, Benzin
    würde man dann eben in herkömmlichen
  • 34:47 - 34:52
    Verbrennungs-Kraftmaschinen verwenden.
    Aber da man das CO2, was in diesem
  • 34:52 - 34:58
    Brennstoff drin ist, vorher aus der Luft
    gegriffen hat und nach diesem Schema in
  • 34:58 - 35:02
    den Kraftstoff eingebaut hat, wird es beim
    Verbrennen wieder frei und man kommt auf
  • 35:02 - 35:08
    plus/minus Null. Da ist das größte
    Problem, dass CO2 halt zum Glück immer
  • 35:08 - 35:12
    noch in ziemlich kleinen Konzentrationen
    in der Luft vorkommt. Das heißt, es ist
  • 35:12 - 35:16
    ziemlich anstrengend, das CO2 aus der Luft
    überhaupt rauszukriegen, um dann diese
  • 35:16 - 35:21
    Reaktion durchzuführen zu können. Also
    auch da hängt ein riesen, riesen
  • 35:21 - 35:25
    Forschungsfeld, hängt da dran zu
    gucken, was kann man damit machen? Wie
  • 35:25 - 35:33
    kommt man damit weiter?
  • 35:33 - 35:40
    Eine andere Version ist das,
    was bisher gemacht wird
  • 35:40 - 35:45
    und auch relativ gut funktioniert schon,
    ist, man nimmt Sonnenlicht, hat die
  • 35:45 - 35:49
    inzwischen ziemlich gut funktionierende
    Silizium Solarzellen, die Wirkungsgrade
  • 35:49 - 35:55
    gehen inzwischen bis in die mittleren 20
    Prozent hoch und erzeugt daraus
  • 35:55 - 36:02
    elektrischen Strom, betreibt Elektrolyse.
    Man hält quasi zwei Elektroden in Wasser,
  • 36:02 - 36:06
    macht das gleiche wie eben angedeutet das
    künstliche Blatt. Man trennt das Ganze in
  • 36:06 - 36:09
    Wasserstoff und Sauerstoff auf, sammelt
    beide Gase ein und kann sie dann weiter
  • 36:09 - 36:15
    weiterverwenden. Der Umkehrprozess ist
    dann das, was wir als Brennstoffzelle
  • 36:15 - 36:21
    kennen, und dort drüben auf der rechten
    Seite ist der Kurzschlussweg, sozusagen
  • 36:21 - 36:27
    der, der diesen Umweg direkt umgeht. Das
    ist, was in meiner Arbeitsgruppe relativ
  • 36:27 - 36:34
    viel bearbeitet wird. Okay, dieses, man
    nimmt dieses hier gelb angedeutete
  • 36:34 - 36:38
    Material, also das ist tatsächlich ein
    gelbes Pulver, was bisher mit zu den am
  • 36:38 - 36:43
    besten funktionierenden Materialien zählt.
    Man strahlt da von Regenbogenfarben
  • 36:43 - 36:48
    angedeutet, man strahlt, da kommt das
    komplette Spektrum drauf. Dieses gelbe
  • 36:48 - 36:55
    Material absorbiert die eine Hälfte, lässt
    das gelb-rote langwellige durch. Das
  • 36:55 - 37:01
    trifft dann hinten auf eine zweite, noch
    auf eine herkömmliche Silizium-Solarzelle,
  • 37:01 - 37:05
    kann da noch einmal Energie produzieren,
    und die beiden tun sich zusammen und
  • 37:05 - 37:12
    können am Schluss dann genug genug Energie
    und Spannung aufbringen, um diese Spaltung
  • 37:12 - 37:19
    direkt zu betreiben. Wenn das tatsächlich
    zu einem großindustriell verfügbaren
  • 37:19 - 37:24
    Prozess kommen sollte, könnte das
    zumindest ein Teil unserer Energieprobleme
  • 37:24 - 37:32
    lösen oder zumindest einen Beitrag
    leisten. Dazu gibts dann auch noch andere
  • 37:32 - 37:37
    Überlegungen, die man machen muss. Wie
    viel kriegt man da eigentlich raus? Wie
  • 37:37 - 37:43
    viele Flächen braucht man? Eine Zahl, die
    ich noch so grob aus dem Vortrag meines
  • 37:43 - 37:48
    Professors kenne: Man müsste irgendwie pro
    Tag mehrere hundert Quadratmeter
  • 37:48 - 37:58
    Solarzellen montieren. Bis 2050.
    24/7. Ununterbrochen. Um das
  • 37:58 - 38:02
    hinzukriegen mit der komplett
    Klimaneutralität bis dahin. Ist natürlich
  • 38:02 - 38:08
    komplett illusorisch. Man muss diese
    Materialen alle erst produzieren. Man muss
  • 38:08 - 38:13
    die Solarzellen produzieren, man muss die
    zu Modulen zusammenbauen, man muss die auf
  • 38:13 - 38:16
    Dächer schrauben, man muss die verdrahten,
    die gehen inzwischen kaputt.
  • 38:16 - 38:22
    Das ist eben eine Vision. Klingt gut, aber
    dann ist wieder die Sache - wie sieht es
  • 38:22 - 38:26
    aus mit der praktischen Umsetzbarkeit?
    Komplett geht es nicht. Aber es kann in
  • 38:26 - 38:34
    bestimmten Teilen der Erde durchaus einen
    guten Beitrag leisten. Dann habe ich hier
  • 38:34 - 38:42
    noch eine Pressemitteilung mitgebracht.
    Das war grad diesen Sommer. Das ist der
  • 38:42 - 38:49
    Versuch, aus Sonnenlicht direkt, sie
    nennen es glaube ich Kerosin, also auch
  • 38:49 - 38:55
    einen fossilen Brennstoff, quasi zu
    erzeugen. An der Stelle wird das
  • 38:55 - 38:59
    allerdings nicht chemisch gemacht, sondern
    einfach durch Konzentration von
  • 38:59 - 39:06
    Sonnenlicht. Da innen drinnen im Zentrum
    dieses Spiegels ein Reaktor auf hohe
  • 39:06 - 39:11
    Temperaturen gebracht wird, 1200 Grad,
    1500 Grad. Und dann mit speziellen
  • 39:11 - 39:15
    Katalysatoren, bei diesen Temperaturen
    findet tatsächlich eine Reaktion statt,
  • 39:15 - 39:24
    das CO2 aus der Luft mit Wasser,
    Luftfeuchtigkeit, wieder zusammengebracht
  • 39:24 - 39:29
    wird, um einen fossilen Brennstoff zu
    erzeugen, der dann eben, wie vorhin schon
  • 39:29 - 39:33
    beschrieben, de facto CO2 neutral ist,
    weil man den Kohlenstoff, den man da
  • 39:33 - 39:37
    drinnen verbrennt, vorher selber aus der
    Luft raus geholt hat. Aber auch hier ist
  • 39:37 - 39:41
    das Problem, dass CO2, wenn man es nur aus
    der Umgebungsluft nimmt,
  • 39:41 - 39:48
    es in geringen Konzentrationen vorhanden
    ist. Und ich glaube, diese Anlage
  • 39:48 - 39:53
    produziert ein paar 10 Milliliter
    Treibstoff pro Tag, an einem guten
  • 39:53 - 39:58
    Sonnentag. Das ist halt auch nicht viel,
    und das ist ein relativ großes Ding.
  • 39:58 - 40:05
    Das ist schon, weiß ich nicht, 6 oder 7
    Meter Durchmesser oder sowas.
  • 40:05 - 40:10
    Sieht relativ schwer aus, das in großem
    Stil zu bauen. Kann man nicht mal eben so
  • 40:10 - 40:18
    in größeren Mengen machen. Dann möchte ich
    noch dieses Argument anbringen. "Wer soll
  • 40:18 - 40:25
    das bezahlen?" wird oft gefragt. Und das
    ist jetzt mehr so eine Fragestellung, die
  • 40:25 - 40:33
    auch jeder für sich mal mitnehmen kann.
    Was ist eigentlich mit der ganzen Energie,
  • 40:33 - 40:40
    aus der bereits ein wirtschaftlicher
    Nutzen gezogen wurde? Man hat im Moment
  • 40:40 - 40:48
    300 ppm, 300 irgendwas ppm, CO2 in der
    Luft im Durchschnitt.
  • 40:48 - 40:50
    Undeutlicher Zuruf aus dem Publikum
    Pischel: Bitte?
  • 40:50 - 40:54
    Undeutlicher Zuruf aus dem Publikum
    Pischel: 400.
  • 40:54 - 41:02
    Zuruf aus dem Publikum: Etwas mehr.
    Sebastian Pischel: Ja, gut. Auf jeden Fall
  • 41:02 - 41:08
    deutlich mehr als die 100 irgendwas ppm.
    Weiß da auch jemand was Genaueres? Das ist
  • 41:08 - 41:10
    tatsächlich.
    Undeutlicher Zuruf aus dem Publikum
  • 41:10 - 41:12
    Pischel: Bitte?
    Zuruf aus dem Publikum: Wir sind von 200
  • 41:12 - 41:15
    auf 400 ppm in den letzten 150 Jahren.
    Pischel: Gerundet oder genau?
  • 41:15 - 41:19
    Zuruf aus dem Publikum: Pi mal Daumen.
    Zuruf aus dem Publikum: Was hat er gesagt?
  • 41:19 - 41:23
    Pischel: Wir sind von 200 auf 400 ppm in
    den letzten - 150.000 Jahren?
  • 41:23 - 41:26
    Zuruf aus dem Publikum: 150
    Pischel: Oh, 150.
  • 41:26 - 41:30
    Gelächter
    Pischel: Ups.
  • 41:30 - 41:39
    Ja. Wie gesagt, ich wäre eigentlich eher
    darauf hinaus - diese 200 ppm Differenz
  • 41:39 - 41:46
    sind irgendwann mal in der Erde gewesen,
    in Form von Erdöl, Kohle. Und das
  • 41:46 - 41:54
    übersetzt sich in einen Energiebetrag. Das
    übersetzt sich in, im Prinzip, Geld und
  • 41:54 - 41:57
    davon haben Generationen vor uns
    profitiert, indem sie das aus dem Boden
  • 41:57 - 42:05
    geholt haben. Jetzt ist der "Abfall" CO2
    in der Luft und damit wurde eine Menge
  • 42:05 - 42:13
    bezahlt. Und jetzt zu überlegen, naja, wir
    können uns das nicht leisten das alles
  • 42:13 - 42:18
    wieder in den Boden zurück zu stopfen, das
    kann durchaus sein, dass das um
  • 42:18 - 42:23
    Geldbeträge geht, die wir uns nicht einmal
    vorstellen können. Ich habe noch nicht die
  • 42:23 - 42:28
    Zeit gefunden, mir das mal anzugucken,
    auszurechnen. Aber ich kann mir vorstellen
  • 42:28 - 42:33
    das wird etliche Jahrzehnte
    Bruttosozialprodukt, Bruttoinlandsprodukt,
  • 42:33 - 42:39
    von größeren Industrienationen sein. Und
    es ist klar, dass man das nicht mal eben
  • 42:39 - 42:44
    so in paar Jahren wieder aufbringen kann
    und will. Aber dann zu sagen:
  • 42:44 - 42:48
    "Na ja, können wir nicht, haben wir schon
    ausgegeben das Geld. Können wir leider
  • 42:48 - 42:54
    nicht wieder zurücknehmen." Keine Ahnung.
    Aber das sind dann eben auch politische
  • 42:54 - 42:59
    und Gesellschaftsfragen. Die fallen nicht
    so sehr in meinen Bereich. Aber es gibt
  • 42:59 - 43:02
    sicherlich unter euch Leute, die sich
    darüber Gedanken gemacht haben, die
  • 43:02 - 43:07
    darüber mehr wissen. Das würde ich
    eigentlich sehr gerne mehr ins Rampenlicht
  • 43:07 - 43:14
    geholt haben. Einfach mal in Kontext zu
    setzen - Wer hat eigentlich wovon wie viel
  • 43:14 - 43:17
    profitiert?
    Also, am Schluss kommen eigentlich
  • 43:17 - 43:23
    sämtliche Debatten, die wir gerade führen,
    auf Gerechtigkeits-, Verteilungs-,
  • 43:23 - 43:33
    Aufteilungsdebatten hinaus. So, damit will
    ich langsam schließen. Chemie ist eine
  • 43:33 - 43:36
    interessante Sache, und es ist nicht immer
    nur das, was knallt und stinkt,
  • 43:36 - 43:39
    wie der berühmte Spruch ist. Man kann
    interessante Sachen machen, man kann auch
  • 43:39 - 43:45
    als Computer affiner Mensch Dinge machen.
    Es werden inzwischen sehr interessante
  • 43:45 - 43:49
    quantenchemische Rechnungen gemacht. Man
    modelliert tatsächlich Elektronenwolken,
  • 43:49 - 43:53
    die um Atomkerne fliegen, und versucht,
    auf der Basis Voraussagen zu machen:
  • 43:53 - 43:59
    Funktioniert ein bestimmtes Material? Hat
    es eine bestimmte Energie? Hat es eine
  • 43:59 - 44:02
    bestimmte Energiebindung? Kann ich damit
    etwas anfangen oder nicht? Aktuell sind
  • 44:02 - 44:08
    die Voraussagen noch nicht besonders gut,
    aber überhaupt möglich. Im Vergleich zu
  • 44:08 - 44:12
    vor zehn Jahren hat man dann eine Woche
    lang gerechnet, das, was man heute in
  • 44:12 - 44:19
    einer Stunde berechnet. Da ist auch noch
    viel zu holen. Und da ich auch gesehen
  • 44:19 - 44:25
    habe, dass dieser Streit
    Brennstoffzellenauto - Elektro-Auto, da
  • 44:25 - 44:31
    sind halt auch viel politische und
    finanzielle, kurzfristig wirtschaftliche
  • 44:31 - 44:35
    Interessen dahinter. Wir möchten jetzt
    etwas verkaufen. Das ist nicht so wichtig,
  • 44:35 - 44:39
    ob das jetzt irgendwie in zehn, zwanzig
    Jahren Problem wird. Hauptsache, unsere
  • 44:39 - 44:44
    Quartalszahlen sind gut. Darüber müssen
    wir auch viel reden.
  • 44:44 - 44:52
    So, damit möchte ich schließen mit einigen
    meiner am meisten konsumierten Podcasts:
  • 44:52 - 44:57
    "Methodisch Inkorrekt", wie gesagt.
    "Forschergeist" ist auch ein sehr schöner
  • 44:57 - 45:01
    Podcast, da gibt es auch einige Folgen,
    die sich sehr spezifisch mit Themen
  • 45:01 - 45:05
    beschäftigen, die ich hier angerissen
    habe. "Mikroökonomen" habe ich bisher bloß
  • 45:05 - 45:09
    mal ein, zwei Folgen reingehört. Aber da
    gibt es auch das. Die beschäftigen sich
  • 45:09 - 45:15
    hauptsächlich mit Wirtschaft und dem
    ökonomischen Anteil von Energie, aber
  • 45:15 - 45:21
    haben auch ein paar interessante Folgen
    dazu, warum Strompreise so entstehen, wie
  • 45:21 - 45:25
    sie sind. Wer möchte, kann sich den
    Vortrag, den ich dieses Jahr auf dem Camp
  • 45:25 - 45:29
    gehalten habe, ansehen, wo ich ein
    bisschen mehr darauf den Fokus gelegt
  • 45:29 - 45:34
    habe, wie kriegt man das hin mit dem
    Wasserstoff aus dem Sonnenlicht erzeugen?
  • 45:34 - 45:39
    Da gab es noch einen weiteren Talk, bei
    dem es darum ging, wie kriegt man Power-
  • 45:39 - 45:47
    to-X, heißt quasi, alles an Energieträger
    abstrahiert, grob gesagt. Und auch auf
  • 45:47 - 45:51
    diesem Kongress wird es noch mindestens
    zwei Vorträge geben, die ich persönlich
  • 45:51 - 45:54
    sehr interessant finde, weil das ist auch
    die Sache, über Recycling müssen wir
  • 45:54 - 45:57
    definitiv auch sprechen. Wir können uns
    das nicht leisten, sämtliche Batterien,
  • 45:57 - 46:02
    die kaputt sind, einfach irgendwo in die
    Erde zu verbuddeln, weil wir haben ja viel
  • 46:02 - 46:07
    Energie reingesteckt, um dieses Material
    überhaupt zu gewinnen. Und auf der
  • 46:07 - 46:13
    Chaos West Bühne wird ein Vortrag darum
    gehen: Was passiert eigentlich, wenn ich
  • 46:13 - 46:19
    so eine Batterie beschädige? Was sind die
    Folgen davon? Bin ich auch sehr gespannt,
  • 46:19 - 46:24
    was dabei kommt. Und wie gesagt, wenn
    jemand irgendwie sagt:
  • 46:24 - 46:28
    "Hey, ich hab da etwas ganz Interessantes,
    hast du das gehört?"
  • 46:28 - 46:36
    Sagt es mir, kommt auf mich zu. Ihr könnt,
    Moment, Kontakt kommt gleich. Genau. Und
  • 46:36 - 46:41
    am Schluss, natürlich kann ich über das
    HCB kaum reden, ohne tatsächlich den
  • 46:41 - 46:45
    Podcast der Helmholtz-Gemeinschaft zu
    erwähnen. Den habe ich bei weitem nicht
  • 46:45 - 46:53
    durchgehört, aber hochinteressant und
    produziert von dem hervorragenden Holger
  • 46:53 - 46:56
    Klein.
    Hallo Holgi. Der unter anderem auch
  • 46:56 - 47:00
    tatsächlich mein Arbeitsgruppenleiter
    interviewt hat, damals, als er gerade erst
  • 47:00 - 47:05
    ein Jahr hier am Institut war.
    Roel van de Krol ist derjenige, der mich
  • 47:05 - 47:12
    tatsächlich inspiriert hat, mich mit
    diesem Forschungsfeld zu beschäftigen. Und
  • 47:12 - 47:16
    dem inzwischen in Ruhestand gegangenen
    stellvertretenden Institutsleiter
  • 47:16 - 47:23
    Sebastian Fiechter, der mich persönlich
    betreut und mentored hat und dafür auch
  • 47:23 - 47:27
    beigetragen hat, dass das alles so weit
    gekommen ist, dass ich an diesem
  • 47:27 - 47:32
    Forschungsfeld Spaß gehabt habe, dass ich
    Ergebnisse erzeugen konnte, dass ich auch
  • 47:32 - 47:38
    jetzt Wissen habe, was ich wieder
    weitergeben kann. Und zum Schluss
  • 47:38 - 47:46
    Feedback. Ich würde total gerne wissen:
    Ist das zu chemisch, zu technisch? Möchtet
  • 47:46 - 47:50
    ihr mehr Chemie wissen? Möchtet ihr mehr
    Details wissen? Möchtet ihr weniger
  • 47:50 - 47:51
    wissen?
    Undeutlicher Zuruf aus dem Publikum
  • 47:51 - 47:59
    Pischel: Okay, einer möchte
    offensichtlich. Dect Nummer anrufen. Wenn
  • 47:59 - 48:04
    ich ran gehe ist es schön, wenn nicht,
    dann nochmal versuchen. Ich habe eine
  • 48:04 - 48:07
    E-Mail Adresse für diesen Talk
    eingerichtet, in die ich reingucke. Jetzt
  • 48:07 - 48:10
    während des Kongresses und auch danach,
    wenn noch Fragen irgendwann später
  • 48:10 - 48:17
    aufkommen. Der Stream wird ja auch
    irgendwann noch in 500 Jahren geguckt. Und
  • 48:17 - 48:21
    damit kommen wir in der restlichen Zeit zu
    noch Fragen und Antworten.
  • 48:21 - 48:29
    Applaus
  • 48:29 - 48:31
    Herald: Vielen herzlichen Dank für deinen
    Talk.
  • 48:31 - 48:35
    Wir haben ungefähr zehn Minuten für Q and
    A. Wir machen bis Viertel nach Q and A.
  • 48:35 - 48:39
    Alle, die jetzt schon früher rausgehen.
    Bitte benutzt die linke oder die mittlere
  • 48:39 - 48:43
    Tür, nicht jedoch die Tür, durch die ihr
    reingekommen seid. Ihr haltet euch
  • 48:43 - 48:47
    tendenziell links. Hilfreiche Engel,
    Saalengel, winken euch und zeigen euch, wo
  • 48:47 - 48:50
    die Abflugbahn ist. Links oder die
    mittlere Tür, nicht die Tür, durch die
  • 48:50 - 48:55
    hereingekommen seid. Wenn ihr Fragen habt,
    dann stellt euch an die Mikrofone, macht
  • 48:55 - 49:00
    euch kenntlich, wenn ihr was wissen wollt.
    Ich glaube, da hinten an Mikrofon Nummer 6
  • 49:00 - 49:03
    steht jemand? Ist das korrekt?
    Dann frag du doch mal die erste Frage.
  • 49:03 - 49:07
    Frage: Hallo. Also erst mal Danke für den
    schönen Vortrag. Wenn es doch so ein
  • 49:07 - 49:12
    Problem darstellt, den Wasserstoff zu
    speichern, könnte man ihn dann nicht
  • 49:12 - 49:16
    einfach über die vorhandenen Leitungen
    verteilen? Also über das Erdgasnetz?
  • 49:16 - 49:23
    Pischel: Ja, wird drüber nachgedacht.
    Erdgas enthält auch ein Teil Wasserstoff.
  • 49:23 - 49:28
    Ich weiß gerade nicht, wieviel Prozent
    irgendwie ein paar wenige. Das Problem an
  • 49:28 - 49:33
    Wasserstoff ist, der ist auch da speziell.
    Der diffundiert nämlich durch Metallrohre
  • 49:33 - 49:38
    durch. Das heißt, wenn man das Erdgasnetz
    mit 100 Prozent Wasserstoff befüllt, dann
  • 49:38 - 49:43
    kriegt man am Schluss nicht mehr das raus,
    was man reingesteckt hat. Und Wasserstoff
  • 49:43 - 49:45
    hat noch die Eigenschaft, dass es mit so
    ziemlich allen Metallen
  • 49:45 - 49:50
    Hydride bildet. Der Wasserstoff lagert
    sich in das Metall ein, geht eine
  • 49:50 - 49:55
    Verbindung ein. Und diese Hydride sind
    dann eben nicht mehr das, wie man es von
  • 49:55 - 50:00
    Metallen kennt, verformbar, zugfest,
    sondern das ist spröde. Und man muss eben
  • 50:00 - 50:04
    besondere Vorkehrungen treffen, um
    Leitungen, die Wasserstoff führen sollen,
  • 50:04 - 50:07
    zu beschichten, weil ansonsten diffundiert
    er nicht nur in diese Leitungen rein, er
  • 50:07 - 50:10
    macht die spröde. Und irgendwann platzt
    die.
  • 50:10 - 50:15
    Also einfach so eins zu eins übernehmen
    geht leider nicht, also 10 Prozent geht,
  • 50:15 - 50:21
    irgendwas in der Größenordnung. Deutlich
    höhere Anteile wird irgendwann schwierig.
  • 50:21 - 50:24
    Herald: So, wir haben eine Frage aus dem
    Internet. Bitte schön.
  • 50:24 - 50:28
    Frage: Ja, danke schön. Wie steht es um
    den Wirkungsgrad der Energiespeicherung,
  • 50:28 - 50:31
    der verschiedenen Möglichkeiten? Zum
    Beispiel der Aufwand des Kühlens,
  • 50:31 - 50:35
    Komprimierens, Transportierens bei
    Wasserstoff und dem Laden und Rumschleppen
  • 50:35 - 50:40
    von Batterien? Kommt da die Batterie im
    Allgemeinen nicht am besten weg?
  • 50:40 - 50:44
    Pischel: Die Frage kann ich jetzt so nicht
    beantworten, weil da eine ganze Menge
  • 50:44 - 50:50
    Faktoren reinfallen. Ich hab mal ein paar
    Diagramme angeguckt, wo das ein bisschen
  • 50:50 - 50:54
    aufgedröselt wird, weil man bei der
    Wasserstoffverflüssigung viele, viele
  • 50:54 - 51:00
    Schritte braucht und beim Batterieladen
    und -entladen halt nur wenige. Und die
  • 51:00 - 51:03
    Wirkungsgrade multiplizieren sich
    miteinander. Aber es kommt halt auch
  • 51:03 - 51:05
    darauf an: Wo macht man das? Bei welchen
    Temperaturen, unter welchen
  • 51:05 - 51:10
    Randbedingungen? Deswegen, ein klares
    Vielleicht. Keine Ahnung.
  • 51:10 - 51:13
    Herald: Gut, die nächste Frage von
    Mikrofon Nummer 1 bitte.
  • 51:13 - 51:18
    Frage: Danke für diesen interessanten
    Talk. Ich hab mal eine Frage zu
  • 51:18 - 51:24
    Wasserstoff. Vor ca. 35 Jahren war ich mal
    Hiwi am Max-Planck-Institut und damals war
  • 51:24 - 51:30
    der letzte heiße Scheiß Wasserstoff in
    Metallgittern einzulagern. Dann hat es ein
  • 51:30 - 51:34
    bisschen geknistert, das Volumen hat sich
    um 30 Prozent erhöht und bei 400 Grad
  • 51:34 - 51:40
    Celsius konnte man den Wasserstoff auch
    wieder raus quellen. Das galt damals als
  • 51:40 - 51:45
    das heiße Ding, weil man konnte es auch
    sehr schön sicher einlagern. Wird an
  • 51:45 - 51:48
    dieser Ecke noch geforscht, oder hat sich
    das als ganz tot erwiesen?
  • 51:48 - 51:54
    Pischel: Geforscht wird daran auf jeden
    Fall. Stecke ich nicht wirklich drin in
  • 51:54 - 52:00
    dem Bereich. Wie gerade schon erwähnt,
    Wasserstoff bildet mit fast jedem Metall
  • 52:00 - 52:05
    Hydride. Mit einigen ziemlich gut. Und
    solche möchte man besonders gerne haben.
  • 52:05 - 52:10
    Das sind dummerweise mitunter Edelmetalle
    wie Palladium, Platin, irgendwie sowas was
  • 52:10 - 52:15
    super teuer ist. Da kriegt man dann
    teilweise ein Vielfaches des Volumens was
  • 52:15 - 52:21
    flüssiger Wasserstoff, also wenn man sich
    eine Patrone, einen Tank irgendwie aus
  • 52:21 - 52:24
    Metallhydrid
    vorstellt, wenn man die mit flüssigem
  • 52:24 - 52:27
    Wasserstoff
    füllen würde, kriegt man da nicht so viel
  • 52:27 - 52:31
    rein, als wenn man das in dieses Hydrid
    wie gerade angedeutet rein presst und dann
  • 52:31 - 52:35
    durch Hitze wieder austreibt. Aber da hat
    man auch wieder das Problem, man braucht
  • 52:35 - 52:40
    halt das Metall, und das kann mitunter
    teuer werden. Da wird glaube ich auch dran
  • 52:40 - 52:45
    geforscht, das mit billigeren und leichter
    verfügbaren Metallen zu machen. Und da
  • 52:45 - 52:50
    wäre auch denkbar, so eine Art
    Pfandflaschen-System zu machen, dass man
  • 52:50 - 52:57
    dann sagt: Okay, man produziert diese gut
    handhabbaren, aufgeladenen Hydridspeicher,
  • 52:57 - 53:04
    vertreibt die als Patronen oder als
    aufgeladene Zellen, benutzt die in seinem
  • 53:04 - 53:08
    Gerät, setzt den Wasserstoff frei, nimmt
    die entladenen Zellen wieder, bringt sie
  • 53:08 - 53:12
    in eine Auffüllstation, da wird die wieder
    aufgefüllt und kann damit so einen
  • 53:12 - 53:16
    Kreislauf bauen. Dann hätte man das
    Problem nicht, dass man flüssigen
  • 53:16 - 53:19
    Wasserstoff oder gasförmigen Wasserstoff
    unter hohem Druck hin und her schieben
  • 53:19 - 53:24
    muss, sondern hat gut handhabbaren
    Feststoff. Aber andererseits kostet halt
  • 53:24 - 53:29
    auch das teure Material, bis man
    tatsächlich etwas findet, was man billiger
  • 53:29 - 53:31
    machen kann.
    Herald: Vielen Dank für die Erklärung.
  • 53:31 - 53:37
    Mikrofon Nummer Drei bitte. Immer schön
    ran gehen, ganz nah ran.
  • 53:37 - 53:42
    Frage: Alles klar. In der ersten Hälfte
    2019 gab es diesen riesigen Bohei im
  • 53:42 - 53:47
    Internet. Ich glaube es war die Uni Kiel,
    die eine Lithium-Batterie, also nein,
  • 53:47 - 53:52
    keine Lithium-Batterie mehr, sondern eine
    Batterie, was du schon gesagt hattest, aus
  • 53:52 - 53:57
    Silizium und Schwefel gebaut hatte. Mit
    riesigen Zahlen, die dann durch die Gegend
  • 53:57 - 54:02
    geworfen wurden, im Sinne von zehnfache
    Kapazität des LiPo-Akkus et cetera et cetera.
  • 54:02 - 54:06
    Gibt es da aus der Fachwelt mittlerweile
    tatsächlich etwas Neues zu? Oder war das
  • 54:06 - 54:09
    nur einer dieser wilden Hochdaten
    Internet-Hypes?
  • 54:09 - 54:15
    Pischel: Kann ich nichts zu sagen. Hab ich
    nicht mitbekommen. Ich weiß, dass Silizium
  • 54:15 - 54:20
    als Elektrodenmaterial beforscht wird und
    eben die erwähnten Probleme hat. Diese
  • 54:20 - 54:22
    spezielle Kombination kenne ich
    tatsächlich nicht.
  • 54:22 - 54:25
    Herald: Alles klar. Eine weitere Frage aus
    dem Internet.
  • 54:25 - 54:30
    Frage: Wie sieht es mit Zink-Sauerstoff-
    Akkus aus? Hat das Zukunft?
  • 54:30 - 54:38
    Pischel: Auch eine Materialkombination die
    ich so nicht kenne. Es gibt Zink-Luft-
  • 54:38 - 54:43
    Batterien, die werden gerne in Hörgeräten
    eingesetzt, aber sind Einweg-Batterien. Ob
  • 54:43 - 54:50
    es die inzwischen auch wiederaufladbar
    gibt, weiß ich nicht. Und wie gut und wie
  • 54:50 - 54:53
    lange das funktioniert. Das Problem ist
    eben, wenn man Sauerstoff als Gas
  • 54:53 - 54:59
    beteiligt hat, dann muss man den da rein
    und auch wieder rauskriegen. Und Gase zu
  • 54:59 - 55:02
    handhaben ist immer ein bisschen
    schwieriger als irgendwas Flüssiges oder
  • 55:02 - 55:05
    Festes. Aber im Detail kann ich dazu
    nichts sagen.
  • 55:05 - 55:09
    Herald: So, ich hoffe ihr ratet jetzt
    nicht den Rest der Elementetabelle durch,
  • 55:09 - 55:12
    ob man daraus auch Batterien machen kann
    in unterschiedlichen Kombinationen. Eine
  • 55:12 - 55:16
    Frage von Mikrofon Nummer Fünf, bitte!
    Frage: Vielen Dank erst mal! Ich hatte
  • 55:16 - 55:21
    sogar zwei kurze Fragen. Zum einen - Wie
    kommt es, dass Wasserstoff sich bei
  • 55:21 - 55:27
    Expansion erwärmt? Und zum anderen würde
    mich noch der Vergleich der Wirkungsgrade
  • 55:27 - 55:32
    zwischen Foto-Elektrolyse und dem Weg über
    Photovoltaik und klassischer Elektrolyse
  • 55:32 - 55:41
    interessieren.
    Pischel: Dass es sich erwärmt - ist so!
  • 55:41 - 55:48
    Naturkonstant, also nicht konstant, aber
    eine Stoffeigenschaft. Wenn man sich dann
  • 55:48 - 55:53
    irgendwann tatsächlich in Richtung
    Quantenmechanik damit beschäftigt von
  • 55:53 - 55:59
    wegen, was die Wellenfunktion oder wie
    interagieren Wasserstoffatome tatsächlich
  • 55:59 - 56:03
    auf so enger Ebene miteinander, kann man
    irgendwie modellieren, nachvollziehen,
  • 56:03 - 56:09
    warum das so ist. Es ist halt etwas, was
    bei Wasserstoff speziell so ist und bei
  • 56:09 - 56:13
    den allermeisten anderen nicht. Bei den
    allermeisten, aber die allermeisten Gase,
  • 56:13 - 56:18
    die man so behandelt, sind auch
    zweiatomige oder größere. Campinggas, so
  • 56:18 - 56:26
    Propan, das sind 9, 12, 11, 11 Atome oder
    etwas, das sind wesentlich größere Dinger.
  • 56:26 - 56:30
    Und das ist vom Vehralten her ganz anders
    und viel weiter weg von diesem ganzen
  • 56:30 - 56:36
    Konstrukt.
    Die andere Frage war über die
  • 56:36 - 56:42
    Wirkungsgrade, kann ich jetzt auch nur
    ganz grob sagen. Solarzellen sind halt die
  • 56:42 - 56:48
    Rekorde. Die besten sind gerade so bei 25,
    26 Prozent. Elektrolyse läuft mit so 70 -
  • 56:48 - 56:56
    80 Prozent Effizienz. Das heißt, netto ist
    man dann bei 20 oder so.. Diese direkte
  • 56:56 - 57:00
    Umwandlung von Licht in Wasserstoff bewegt
    sich im Moment tatsächlich bei Rekord-
  • 57:00 - 57:03
    Forschungsergebnissen im mittleren
    Prozentbereich.
  • 57:03 - 57:11
    Ich glaube 5, 6, 7 prozent oder sowas ist
    gerade wirklich Bleeding Edge. Und 1, 2
  • 57:11 - 57:16
    prozent kann man halbwegs reproduzierbar
    hinkriegen, aber auch nicht mit vielen
  • 57:16 - 57:18
    Materialien.
    Da ist noch ein großer Unterschied.
  • 57:18 - 57:23
    Herald: So, wir sind nun leider auch mit
    der Zusatzspielzeit am Ende angekommen.
  • 57:23 - 57:26
    Ich sehe, das dann noch eine ganze Reihe
    Fragen gewesen wären. Du hast
  • 57:26 - 57:29
    offensichtlich einen interessanten Talk
    gehalten, über ein Thema, das viele
  • 57:29 - 57:32
    Menschen sehr bewegt. Ihr könnt ihnen ja
    später noch erwischen, er hat ja seine
  • 57:32 - 57:36
    DECT-Nummer angegeben und ihr wisst wie er
    heißt, oder ihr könnt in gleich an der
  • 57:36 - 57:39
    Bühne noch abschnappen. Schön, dass ihr
    alle da wart, danke für die Fragen. Vielen
  • 57:39 - 57:42
    Dank an Sebastian Pischel! Großen Applaus
    nochmal für den Talk, bitte!
  • 57:42 - 57:44
    Applaus
  • 57:44 - 58:13
    Untertitel erstellt von c3subtitles.de
    im Jahr 20??. Mach mit und hilf uns!
Title:
36C3 - Energiespeicher von heute für die Energie von morgen
Description:

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Video Language:
German
Duration:
58:13

German subtitles

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