0:00:00.000,0:00:19.320
36C3 Vorspannmusik
0:00:19.320,0:00:22.130
Herald: Herzlich willkommen zu unserem[br]nächsten Talk "Energiespeicher von heute
0:00:22.130,0:00:28.030
für die Energie von morgen" mit Sebastian[br]Pischel. Ich mache es kurz. Erneuerbare
0:00:28.030,0:00:33.088
Energien, sind der heiße Scheiß. Aber was[br]genau gibt es da zu erforschen? Was geht
0:00:33.088,0:00:36.820
schon und was geht noch nicht? Das wird[br]uns jetzt Sebastian Pischel erzählen, der
0:00:36.820,0:00:40.360
übrigens vor zehn Jahren auf seinem[br]allerersten Kongress war, schon immer
0:00:40.360,0:00:43.840
gerne Sachen auseinandergenommen hat und[br]irgendwann nicht mehr aufhören wollte,
0:00:43.840,0:00:47.680
noch tiefer rein zu gucken, was im[br]Innersten der Geräte ist, und deswegen
0:00:47.680,0:00:51.050
besonders viel über Batterien herausfinden[br]wollte. Wir alle benutzen ständig
0:00:51.050,0:00:54.970
Batterien. Aber Sebastian wollte[br]rausfinden, was Batterien im Innersten
0:00:54.970,0:00:59.079
zusammenhält und was da heute noch[br]damit gemacht werden kann. Und deswegen
0:00:59.079,0:01:01.765
wünsche ich euch jetzt ganz viel [br]Spaß mit Sebastian. Vielen Dank.
0:01:01.765,0:01:03.070
Einen großen Applaus.
0:01:03.070,0:01:10.847
Applaus
0:01:10.847,0:01:15.060
Sebastian Pischel: Ja, herzlich[br]willkommen, es ist sehr voll. Hätte
0:01:15.060,0:01:25.679
ich nicht erwartet. Okay. Ja,[br]Energiespeicher von heute. Mir ist durch
0:01:25.679,0:01:30.810
meine Twitter Timeline gerollt immer[br]wieder Artikel und Meinungen über: Was ist
0:01:30.810,0:01:35.229
jetzt besser: Das batteriebetriebene[br]Automobil, das Brennstoffzellen betriebene
0:01:35.229,0:01:41.680
Automobil, eines von beidem? Und danach[br]habe ich mir das angesehen und dachte mir,
0:01:41.680,0:01:48.569
da erzählen eine Menge Leute sehr[br]halbgares Zeug, und es werden einzelne
0:01:48.569,0:01:51.990
Aspekte herausgegriffen, die eine[br]bestimmte Technologie besonders gut
0:01:51.990,0:01:56.210
aussehen lassen, aber eigentlich beide gar[br]nicht so richtig miteinander vergleichbar
0:01:56.210,0:02:03.009
sind. Als Bild schlage ich vor, wenn man[br]einen Pinguin in die Wüste setzt, dann
0:02:03.009,0:02:07.750
sieht er da nicht sonderlich gut aus. Wenn[br]man ein Kamel damit vergleicht, ist das
0:02:07.750,0:02:12.819
Kamel deutlich schneller. Wenn man jetzt[br]beide zusammen ins Meer packt, sieht der
0:02:12.819,0:02:20.170
Pinguin plötzlich ziemlich viel besser[br]aus. Und da das alles ein bisschen genauer
0:02:20.170,0:02:25.370
hinzugucken ist, dachte ich mir vielleicht[br]erzähle ich darüber ein bisschen was. Und
0:02:25.370,0:02:30.099
zwar, weil ich eigentlich einen ganz guten[br]Überblick über die ganze Geschichte habe.
0:02:30.099,0:02:34.849
Ich habe Chemie studiert, ganz klassisch[br]auf Diplom, habe angefangen mit
0:02:34.849,0:02:39.170
organischer Chemie, Biochemie und habe[br]dann im Verlauf des Studiums festgestellt:
0:02:39.170,0:02:45.739
Na ja, da ist die Laborpraxis nicht ganz[br]so mein Ding und bin dann erst auf
0:02:45.739,0:02:50.019
Brennstoffzellen und Wasserstoff[br]Technologie aufmerksam geworden. Dann
0:02:50.019,0:02:53.349
hatte ich einen studentische Hilfskraft-[br]Job am Fraunhofer-Institut für
0:02:53.349,0:02:58.379
Zuverlässigkeit und Micro-Integration, wo[br]es tatsächlich darum ging, Lithium-Ionen-
0:02:58.379,0:03:04.396
Batterien auf kleiner Skala zu bauen und[br]die potenziell sogar in eine Platine zu
0:03:04.396,0:03:08.000
integrieren. Also quasi das, was man heute[br]für ein paar Euro aus China sich liefern
0:03:08.000,0:03:13.129
kann, eine kleine Vertiefung rein gefräst,[br]Batterie eingebaut, Deckel drauf und man
0:03:13.129,0:03:18.940
hat eine eingebaute Batterie, nicht mehr[br]so wie üblich rangelötet. Und meinen
0:03:18.940,0:03:22.510
Abschluss habe ich gemacht am Helmholtz-[br]Zentrum Berlin.
0:03:22.510,0:03:28.150
Da in der Mitte, mitten in der Stadt, ist[br]die Technische Universität und das
0:03:28.150,0:03:32.400
Helmholtz-Zentrum hat zwei Standorte[br]einmal unten, rechts Adlershof und unten
0:03:32.400,0:03:39.010
links in Wannsee. Da stehen jeweils zwei[br]Großgeräte. Einmal der BER
0:03:39.010,0:03:42.499
Forschungsreaktor, beziehungsweise er[br]steht da noch, aber er wurde jetzt
0:03:42.499,0:03:48.280
kürzlich abgeschaltet. Nach drei Jahren[br]Vorlauf und guter Vorbereitung ist jetzt
0:03:48.280,0:03:52.219
vor kurzem der Abschluss gefeiert worden.[br]Der Reaktor wird jetzt in den nächsten
0:03:52.219,0:03:55.900
Jahren langsam heruntergefahren. An dem[br]Standort habe ich meine Forschung
0:03:55.900,0:04:00.239
betrieben, und an der anderen Stelle steht[br]das BESSY-II Synchrotron, wo dann eine
0:04:00.239,0:04:04.939
Menge Material-Untersuchungen gemacht[br]werden und auch eine Menge zu
0:04:04.939,0:04:10.709
Solarenergie, hauptsächlich die bekannte[br]Silizium-Solarzellen oder auch Perowskit-
0:04:10.709,0:04:15.056
Solarzellen geforscht werden und die[br]Materialeigenschaften und Struktur
0:04:15.056,0:04:23.920
untersucht wird. Zuerst, wenn es um einen[br]Energiespeicher geht, braucht man zwei
0:04:23.920,0:04:32.389
Dinge: Material und Platz dafür.[br]Energiedichte bildet sozusagen ab: einmal
0:04:32.389,0:04:38.130
auf der Hochachse die spezifische Energie[br]Wattstunden pro Kilogramm, ist also auf
0:04:38.130,0:04:43.910
die Masse bezogen. Da ist dann klar, man[br]sieht eine Blei-Batterie. Die normalen
0:04:43.910,0:04:49.390
Batterien sind relativ schwer. Unten sind[br]jetzt zum Beispiel Kondensatoren. Kennt
0:04:49.390,0:04:57.949
man auch von kleiner Skala, was man so auf[br]Platinen lötet. Die sind leicht und auf
0:04:57.949,0:05:04.372
der Achse quer ist die Leistung[br]pro Kilogramm aufgetragen.
0:05:04.372,0:05:10.966
Das heißt, wie schnell kriege[br]ich die Energie da raus? Das heißt, Metal
0:05:10.966,0:05:17.960
oxide capacitors, oder auch die[br]sogenannten Super Caps sind so ein
0:05:17.960,0:05:23.470
Schlüsselwort, die auch teilweise in dem[br]Kontext Elektromobilität zum Tragen
0:05:23.470,0:05:27.580
kommen. Die sind sehr schnell entladbar.[br]Allerdings sind das keine chemischen,
0:05:27.580,0:05:32.669
sondern eigentlich mehr physikalische[br]Energiespeicher. Was mich jetzt besonders
0:05:32.669,0:05:37.011
interessiert und was mein Fachgebiet eher[br]ist, sind Batterien und da oben
0:05:37.011,0:05:41.300
tatsächlich chemische Energieträger, also[br]das, was wir kennen das Benzin oder auch
0:05:41.300,0:05:49.200
Wasserstoff. Und dann schauen wir uns mal[br]ein Diagramm an, etwas aus der Nähe. Hier
0:05:49.200,0:05:54.300
ist mir die Achsenbeschriftung flöten[br]gegangen, sehe ich gerade. Hier ist die
0:05:54.300,0:05:58.210
Beschriftung ein bisschen anders. Hier[br]geht es jetzt um den Energieinhalt auf's
0:05:58.210,0:06:03.979
Volumen bezogen und Energieinhalt auf's[br]Gewicht bezogen. Auf's Volumen ist die
0:06:03.979,0:06:09.520
Achse quer, oder?
0:06:09.520,0:06:12.180
Lachen
0:06:12.180,0:06:17.110
Ja! Wichtig: habe ich im Studium gelernt[br]ganz toll hier zu zeigen. Man muss seine
0:06:17.110,0:06:28.838
Achsen beschriften, sonst passiert so was.[br]Applaus
0:06:28.838,0:06:33.860
Die Hochachse ist die volumetrische, aufs[br]Volumen bezogene Achse. Das sieht man
0:06:33.860,0:06:38.650
daran unten, Methan und Wasserstoff sind[br]gasförmig. Das heißt, man kriegt in einem
0:06:38.650,0:06:42.889
großen Volumen nur relativ wenig Energie[br]gespeichert. Das sieht dann anders aus,
0:06:42.889,0:06:48.990
wenn man diese Linie mal nach oben geht,[br]sieht man da Erdgas 200 bar. Das ist, was
0:06:48.990,0:06:55.120
wir als LPG Gas von der Tankstelle her[br]kennen, zum Beispiel. Oder dann eben
0:06:55.120,0:06:59.525
entsprechend darüber: Wasserstoff flüssig,[br]Wasserstoff hoch komprimiert, kryogener
0:06:59.525,0:07:06.264
Wasserstoff und dann ganz oben die[br]üblichen Treibstoffe Ethanol, Benzin,
0:07:06.264,0:07:12.780
Diesel. Oben sind sogar ein paar Metalle[br]aufgeführt. Graphit ist auch quasi nur
0:07:12.780,0:07:20.460
Kohlenstoff. Aluminium kann man auch[br]verbrennen, potenziell. Wer hat mal einen
0:07:20.460,0:07:25.839
Feuerlöscher in der Hand gehabt, wo ABC[br]draufsteht? Mal Hand heben!
0:07:25.839,0:07:31.611
Ja, so ziemlich jeder. Wer hat einen in[br]der Hand gehabt, wo Klasse D draufsteht?
0:07:31.611,0:07:37.561
Ja, ungefähr so 10, 15 Hände. Die[br]Feuerlöscher der Klasse D sind spezifisch
0:07:37.561,0:07:42.970
für Metallbrände, weil Metalle tatsächlich[br]so heiß und relativ schwer zu löschen
0:07:42.970,0:07:46.400
sind, dass man dafür spezielles[br]Löschmaterial braucht. Das spiegelt sich
0:07:46.400,0:07:51.501
hier auch wieder, dass die eben in der[br]Energiedichte ziemlich weit oben stehen.
0:07:51.501,0:07:59.500
Wir sehen hier, ich zeig es vielleicht[br]mal. Geht das mit der Maus? Nee, wird
0:07:59.500,0:08:06.990
leider nicht gezeigt. Schade. Unten links[br]in der Ecke sieht man dann Blei-Säure-
0:08:06.990,0:08:12.520
Akku. Das ist die bekannte Autobatterie.[br]Ist ziemlich weit unten, weil sie ist für
0:08:12.520,0:08:15.200
die Energie, die sie speichert, ziemlich[br]schwer.
0:08:15.200,0:08:21.720
Darüber kommen dann die anderen Batterien:[br]NiMH ist was man heutzutage üblich in
0:08:21.720,0:08:27.400
Fernbedienungen oder z.B. das Mystery-[br]Hack-Badge reinsteckt. Alkali-Mangan sind
0:08:27.400,0:08:32.640
die bekannten, nicht aufladbaren[br]Einwegzellen. Und über den Lithium-Ionen
0:08:32.640,0:08:37.200
Akku möchte ich ein bisschen mehr reden,[br]weil auch dieses Jahr, wie auch schon im
0:08:37.200,0:08:41.090
Text angekündigt, der Nobelpreis dafür[br]vergeben wurde, für die Entwicklung dieser
0:08:41.090,0:08:45.270
Technologie. Und auch hier nochmal die[br]Frage: Wer von euch hat ein Gerät, was mit
0:08:45.270,0:08:51.322
einem Lithium-Ionen Akku betrieben wird?[br]Lachen
0:08:51.322,0:09:01.210
Zwei Geräte? Drei? Fünf? Zwanzig? Langsam[br]werden die Hände weniger. Alle haben sie.
0:09:01.210,0:09:10.437
Klar. Die Technik ist absolut verbreitet.[br]Was heißt Lithium-Ionen überhaupt? Lithium
0:09:10.437,0:09:16.860
ist ein Alkalimetall, das dritte Element[br]überhaupt, also Ordnungszahl 3, da oben.
0:09:16.860,0:09:24.340
Es hat drei Elektronen um den Kern herum,[br]und wenn man von dem Atom ein Elektron
0:09:24.340,0:09:29.020
abzieht, spricht man von einem Ion. Das[br]heißt, dass ein positiv geladener
0:09:29.020,0:09:36.870
Lithiumkern, und der transportiert im[br]Endeffekt die Ladung in dieser Art
0:09:36.870,0:09:42.670
Batterie oder Akku.[br]Das sind die drei Herren, die diesen
0:09:42.670,0:09:50.023
Nobelpreis bekommen haben dieses Jahr der[br]Herr John B. Goodenough.
0:09:50.023,0:09:52.606
Lachen
0:09:52.606,0:09:58.380
Es wird gerätselt, ob sich seine Eltern auch dabei[br]mit einem Augenzwinkern gedacht haben, als
0:09:58.380,0:10:09.890
sie dieses B hinzugefügt haben. Der Herr[br]Stanley Whittingham und Akira Yoshino.
0:10:09.890,0:10:14.160
Das Nobelpreiskomitee hat ganz schöne[br]öffentlich verfügbare Dokumentationen
0:10:14.160,0:10:18.601
bereitgestellt, an deren Beispiel ich[br]jetzt mal grob erklären möchte, was da
0:10:18.601,0:10:28.840
innen drin passiert. Das ist erst einmal[br]die erste Iterationen, wo noch an der
0:10:28.840,0:10:34.690
Anode tatsächlich ein Block Lithium Metall[br]verwendet wird. Wer hatte Chemie in der
0:10:34.690,0:10:46.570
Schule? Leistungskurs? Oh, da wird es[br]dünn. Eigentlich hatten alle, wer hat denn
0:10:46.570,0:10:50.548
mal ein Stückchen Natrium in Wasser[br]geschmissen?
0:10:50.548,0:10:59.290
Ah! Weit mehr als die Hälfte, das spritzt[br]und brennt und explodiert. Das Zeug ist
0:10:59.290,0:11:04.970
halt, also sämtliche Alkalimetalle sind[br]hoch reaktiv mit Wasser. Das heißt, es ist
0:11:04.970,0:11:08.130
schon ein gewisses Problem da, einen[br]ganzen Block in so eine Batterie
0:11:08.130,0:11:12.430
einzubauen. Das ist auch der Grund,[br]weswegen man diese Batterien nicht öffnen
0:11:12.430,0:11:17.500
sollte. Weil die Luftfeuchtigkeit schon[br]die reinkommt, reicht, um mit dem Metall,
0:11:17.500,0:11:24.450
was da drinnen gespeichert ist, zu[br]reagieren. Und ja, dann wird es warm und
0:11:24.450,0:11:36.440
bunt. So, zurück zu der Batterie selber.[br]Das heißt, wir haben an der Anode das
0:11:36.440,0:11:42.460
Lithiummetall gibt sein Elektron ab oder[br]wird durch das elektrische Feld beim
0:11:42.460,0:11:49.910
Aufladen dazu gezwungen, überredet. Wenn[br]die Batterie aufgeladen ist, fließt das
0:11:49.910,0:11:53.960
Elektron durch den Verbraucher auf die[br]andere Seite zurück und wird in dieser
0:11:53.960,0:12:01.080
Iteration in einem Material Titan-Disulfid[br]eingelagert. Titan ist auch ein Metall,
0:12:01.080,0:12:05.820
relativ bekannt eigentlich. Weiße[br]Wandfarbe kennt auch jeder. Titandioxid ist
0:12:05.820,0:12:11.320
ein total bekanntes und verbreitetes[br]Pigment. Hier ist es halt das Schwefel-
0:12:11.320,0:12:17.960
Analogon, das Disulfid. An der Batterie,[br]die hat funktioniert. Man sieht hier zwei
0:12:17.960,0:12:22.700
Volt Zellspannung ist schon mal deutlich[br]mehr als eine normale Batterie, die 1,5
0:12:22.700,0:12:27.140
Volt. Das Problem dabei war: Das Ding[br]zersetzt sich einfach chemisch mit der
0:12:27.140,0:12:37.090
Zeit. Nächste Iteration: Kobaltoxid. Das[br]war jetzt stabil und diese Batterie war
0:12:37.090,0:12:40.690
halt nicht nach zwei, dreimal Aufladen und[br]Entladen dann einfach kaputt.
0:12:40.690,0:12:45.570
Außerdem war die Zellspannung noch ein[br]bisschen größer. Auf der Anodenseite ist
0:12:45.570,0:12:52.290
es erst einmal bei dem Lithiummetall[br]geblieben, bei dem Block, und am Schluss
0:12:52.290,0:13:01.070
kam dann die Innovation. Okay, wenn ich[br]diesen Metallblock loswerden möchte, wie
0:13:01.070,0:13:06.480
kann ich da, wie komme ich da außen rum?[br]Und da hat Yoshino rausgefunden: Hey, wir
0:13:06.480,0:13:11.570
nehmen Grafit, also quasi das, woraus man[br]Bleistiftminen auch macht. Graphit hat so
0:13:11.570,0:13:19.310
eine Wabenstruktur. So Karnickeldraht[br]sozusagen, und das sind Schichten, die
0:13:19.310,0:13:24.180
parallel übereinander aufgeschichtet sind,[br]und dazwischen ist Platz, und dazwischen
0:13:24.180,0:13:30.510
passt Lithium als Ion gut dazwischen.[br]Tatsächlich, da Ordnungszahl drei, ist es
0:13:30.510,0:13:34.670
wirklich fast das kleinste Atom, was man[br]sich denken kann. Dementsprechend braucht
0:13:34.670,0:13:46.180
es auch nicht viel Platz. Und das kann man[br]eben in Graphit oder Petrol-Koks quasi -
0:13:46.180,0:13:51.190
also nicht das zum Schnüffeln, sondern das[br]zum Verbrennen - kann man das einlagern
0:13:51.190,0:13:56.100
und hat plötzlich nicht mehr diesen hoch[br]reaktiven Metallblock oder Metallschicht,
0:13:56.100,0:14:01.320
sondern hat etwas besser Handhabbares. Und[br]das in Kombination hat sich dann dazu
0:14:01.320,0:14:09.560
entwickelt, was wir heutzutage in allen[br]unseren Geräten drinne haben. Was nicht so
0:14:09.560,0:14:12.490
mein Fachgebiet ist, aber was natürlich[br]auch diskutiert werden muss, ist, woher
0:14:12.490,0:14:19.050
kriegt man diese Materialien eigentlich?[br]Kobaltoxid insbesondere ist viel im
0:14:19.050,0:14:24.810
Gespräch, weil die Hauptquelle aus den so[br]genannten Coltanvorkommen hauptsächlich in
0:14:24.810,0:14:32.060
Zentralafrika kommen. Coltan ist eine[br]Zusammensetzung aus Columbit und Tantalit.
0:14:32.060,0:14:36.870
Das sind zwei Minerale, die eng[br]verheiratet miteinander in den
0:14:36.870,0:14:42.340
Lagerstätten abgebaut werden und die[br]hauptsächlich in Zentralafrika vorkommen.
0:14:42.340,0:14:52.600
Columbit ist eine Quelle für das Element[br]Niob und Tantalit, wie der Name schon sagt
0:14:52.600,0:14:57.730
Tantal. Und die bringen aber in[br]Vergesellschaftung auch immer Kobalt mit
0:14:57.730,0:15:02.746
zusammen. Irgendetwas hat sich die Natur[br]dabei gedacht. Auf jeden Fall sind die
0:15:02.746,0:15:08.495
irgendwie immer an der gleichen Stelle[br]rauszuholen. Und an nicht vielen Stellen sonst.
0:15:08.495,0:15:12.360
Dann ist die Diskussion, wo kriegen[br]wir das Ganze Lithium her? Das kommt dann
0:15:12.360,0:15:21.289
zu großen Teilen aus Südamerika und aus[br]China. Ähnliches Problem der Grafitanode.
0:15:21.289,0:15:24.990
Um besonders hochwertige Zellen zu[br]bekommen, braucht man eine bestimmte
0:15:24.990,0:15:33.240
Qualität von Graphit. Haupthersteller:[br]China. Das heißt, da ist dann die Frage,
0:15:33.240,0:15:36.780
möchte man mit den Chinesen denn jetzt[br]unbedingt einen Wirtschaftskrieg anfangen?
0:15:36.780,0:15:42.010
wenn die sagen können, dann kriegt ihr[br]halt keine Batteriematerialien mehr und
0:15:42.010,0:15:48.899
dann habt ihr halt auch keine Batterien[br]mehr, weil, die halten ja auch nicht ewig.
0:15:48.899,0:15:57.690
Mehr dazu kann man sich bei Methodisch[br]Inkorrekt nachhören. Ich höre ziemlich
0:15:57.690,0:16:04.130
viel Podcasts. Das kann man sich[br]vielleicht vorstellen, und möglicherweise
0:16:04.130,0:16:08.790
hat der ein oder andere den Hintergrund zu[br]dem.
0:16:08.790,0:16:11.740
Ich kann hochgradig empfehlen, wenn man[br]auch mal ein bisschen sich für
0:16:11.740,0:16:15.390
Wissenschaft interessiert: hört da mal[br]rein. Hochgradig interessant, macht viel
0:16:15.390,0:16:18.221
Spaß zu hören, auch einfach nur vom[br]Unterhaltungswert her, und man kann eine
0:16:18.221,0:16:25.540
Menge lernen. Was auch noch zu einer[br]Batterie dazugehört, ist der Elektrolyt,
0:16:25.540,0:16:30.030
also die Flüssigkeit zwischen den beiden[br]Elektroden. Denn man muss diese Lithium-
0:16:30.030,0:16:37.440
Ionen auch noch irgendwo drinnen aufheben.[br]Man kann das Metall nicht einfach von
0:16:37.440,0:16:41.280
einer Elektrode zur Nächsten wandern[br]lassen. Das muss irgendwie geschehen.
0:16:41.280,0:16:46.780
Dafür gibt es diesen Elektrolyten. Und[br]diese speziellen - Carbonate heißen Sie
0:16:46.780,0:16:51.000
mit Trivialnamen - Kohlensäureester haben[br]die Eigenschaft, dass Sie sehr polar sind
0:16:51.000,0:16:59.526
und aprotisch heißt, sie sind nicht[br]chemisch gesehen sauer. Weil es gibt
0:16:59.526,0:17:05.986
Lösungsmittel, die Ihre Wasserstoffatome -[br]hier sind ein Paar eingezeichnet, gibt
0:17:05.986,0:17:13.700
noch ein paar mehr - die ihre H- Atome abgeben[br]und dann so ähnlich wirken wie Wasser. Wir
0:17:13.700,0:17:19.220
hatten vorhin schon gesagt: Alkalimetalle[br]in Wasser - Schlechte Idee! Alkalimetall
0:17:19.220,0:17:22.750
in einem protischen Lösungsmittel - auch[br]nicht so gut. Das heißt, es gibt eine
0:17:22.750,0:17:26.959
bestimmte Anforderung an das[br]Lösungsmittel und diese Klasse von
0:17:26.959,0:17:35.529
Lösungsmitteln erfüllt die ganz gut und[br]lässt sich gut herstellen. Ist leider auch
0:17:35.529,0:17:41.000
hygroskopisch, ist wasseranziehend, das[br]heißt: muss gut abgekapselt werden. Das
0:17:41.000,0:17:44.669
ist auch der Grund, weswegen auf Batterien[br]immer darauf steht "Nicht öffnen, nicht
0:17:44.669,0:17:49.539
auseinander nehmen", weil die werden[br]einfach feucht. Und im besten Fall
0:17:49.539,0:17:55.320
verlieren die Batterien bloß ihre[br]Kapazität, weil das Material, was die
0:17:55.320,0:18:01.059
Energie transportiert, kaputtgeht,[br]wegreagiert. Im schlimmsten Fall wird es
0:18:01.059,0:18:10.399
dann warm, und man kriegt buntes Feuer.[br]Zum Beispiel auch so: Wer von euch hat so
0:18:10.399,0:18:15.549
eine Batterie mal auseinandergenommen,[br]zumindestens was da noch an kleinen
0:18:15.549,0:18:22.770
Platinchen außen dranhängt?[br]Gar nicht so viele, so 20 vielleicht. Ich
0:18:22.770,0:18:26.370
habe schon eine Menge Laptop-Akkus, Handy-[br]Akkus, alles Mögliche auseinander gebaut.
0:18:26.370,0:18:32.340
Da hängt immer so eine kleine Platine[br]davor, eine Schutzelektronik, die dafür
0:18:32.340,0:18:36.574
sorgt, dass die Batterie nicht zu tief[br]entladen wird und nicht zu sehr überladen
0:18:36.574,0:18:43.330
wird. Wenn man nämlich zu viel Energie[br]reingesteckt in diese Batterien, dann
0:18:43.330,0:18:53.490
bilden sich solche Metallstifte, Säulen,[br]Wiskers, sind Schnurrhaare quasi. Das sind
0:18:53.490,0:18:58.509
eben dünne, lange Strukturen aus Metall,[br]die dann bei zu hohen Spannungen wachsen.
0:18:58.509,0:19:03.100
Das in der Mitte ist der Separator, der[br]die beiden Teile der Batterie voneinander
0:19:03.100,0:19:08.779
trennt. Die pieken einfach durch und[br]machen einen Kurzschluss. Und dann hat man
0:19:08.779,0:19:16.450
ein Problem, wie z.B. das hier. Hat einer[br]von euch so ein Gerät gehabt und damit
0:19:16.450,0:19:28.391
Ärger gehabt? Das ist ein Samsung Galaxy[br]Note 7. Ich sehe eine Hand. Vielleicht
0:19:28.391,0:19:33.960
ist noch eine zweite dabei. Ich glaube,[br]das war vor anderthalb, zwei Jahren, da
0:19:33.960,0:19:38.879
gab es große Presse, dass diese Geräte[br]angefangen haben, aus heiterem Himmel
0:19:38.879,0:19:45.710
Feuer zu fangen, teilweise in der Tasche[br]des Eigentümers. Eher blöd. Was sich
0:19:45.710,0:19:52.350
hierbei herausgestellt hat, ist, da oben[br]sieht man ein Röntgen-Querschnitt. Diese
0:19:52.350,0:19:56.539
dünnen Linien sind die[br]Elektrodenschichten, und dieses etwas
0:19:56.539,0:20:00.850
dickere ist der Separator, und es hat sich[br]herausgestellt: Bei der Dimensionierung
0:20:00.850,0:20:05.100
und Herstellung dieser Batterien wurde[br]dieser Separator ein kleines bisschen zu
0:20:05.100,0:20:11.789
klein gewählt, und dann ist durch ein paar[br]Stöße irgendwie an der Ecke passiert, dass
0:20:11.789,0:20:15.669
sich so eine Elektrodenfolie so ein[br]bisschen verbogen hat. Dann haben die
0:20:15.669,0:20:20.628
Kontakt gekriegt. Dann hat sich damit die[br]Batterie intern kurzgeschlossen, entladen,
0:20:20.628,0:20:26.040
ist wärmer geworden, hat sich aufgebläht,[br]hat Feuer gefangen, und das Ergebnis sieht
0:20:26.040,0:20:32.990
man dann daneben: nicht so gut. Das ist[br]halt eben auch etwas, was man bei
0:20:32.990,0:20:37.073
sämtlichen Energiespeichern nicht loswird.[br]Man muss irgendwie sicher bekommen, und
0:20:37.073,0:20:41.829
man muss sie handhaben können. Nicht nur[br]der Platzbedarf und das Gewicht spielt 'ne
0:20:41.829,0:20:44.971
Rolle.[br]Deswegen sind Lithium-Ionen-Batterien ja
0:20:44.971,0:20:50.049
auch so verbreitet, weil sie einfach[br]deutlich leichter sind als die Nickel-
0:20:50.049,0:20:54.439
Cadmium/Nickel-Metalhydrit-Batterien zum[br]Beispiel und leistungsfähiger.
0:20:57.089,0:21:00.700
[br]Was aktuell noch geforscht wird, sind zum
0:21:00.700,0:21:05.100
Beispiel neue Elektroden-Materialien, um[br]eben dieses Problem mit dem Kobalt
0:21:05.100,0:21:12.820
loszuwerden. Kobalt-Oxid funktioniert sehr[br]gut. Es gibt Bestrebungen, das hat man,
0:21:12.820,0:21:17.149
glaube ich, auch durch Pressemitteilungen[br]von Tesla oder sowas und anderen Firmen,
0:21:17.149,0:21:22.559
die grad an Entwicklungen forschen, gehört[br]das Nickel ersetzt wird. Kobalt und Nickel
0:21:22.559,0:21:26.909
sind sich einigermaßen ähnlich, stehen[br]nebeneinander im Periodensystem und man
0:21:26.909,0:21:33.491
kann Nickel ersetzen und den Kobalt-Anteil[br]reduzieren. Nickel hat auch Probleme, weiß
0:21:33.491,0:21:36.570
vielleicht der eine oder andere, der[br]dagegen allergisch ist. Nickel verursacht
0:21:36.570,0:21:42.649
Kontakt-Allergien; also auch nicht so[br]problemlos. Man muss eben gucken, welches
0:21:42.649,0:21:47.759
Problem kann man handhaben und welches[br]muss man, welches muss man einfach
0:21:47.759,0:21:53.520
eingehen? Ganz interessant, man kann[br]dieses Kobalt-Oxid durch Silizium
0:21:53.520,0:22:02.299
ersetzen. Man kann tatsächlich wie auch[br]Mikrochips aus dünnen Silizium-Wafern
0:22:02.299,0:22:04.919
gefertigt werden; Man kann dieses Material[br]nehmen, auf 'ne bestimmte Art und Weise
0:22:04.919,0:22:12.200
aufbereiten und als Elektrode für so'ne[br]Batterie benutzen. Und tatsächlich ist es
0:22:12.200,0:22:16.179
auch eine Gitterstruktur, wo auch diese[br]Lithium-Ionen gut reinpassen in die
0:22:16.179,0:22:22.779
Zwischenräume. Tatsächlich ist die[br]Kapazität noch einige Male größer als mit
0:22:22.779,0:22:27.030
dem Kobalt-Oxid. Das Problem ist, dass[br]funktioniert zwei, dreimal... weil
0:22:27.030,0:22:34.706
dadurch, dass das Silizium das Lithium als[br]Fremdmetall aufnimmt, quillt das Ganze auf
0:22:34.706,0:22:39.509
- wird größer - also wirklich physikalisch[br]größer, wird... beim Entladen schrumpft es
0:22:39.509,0:22:45.789
wieder, und dann bilden sich Risse, und[br]nach wenigen Lade/Entladezyklen hat man
0:22:45.789,0:22:51.520
dann keine schöne, glatte Elektrode mehr,[br]sondern dann hat man Krümel. Und dann ist
0:22:51.520,0:22:55.710
die Batterie kaputt. Das ist einer der...[br]eins der Felder, an denen aktuell
0:22:55.710,0:22:59.720
geforscht wird. Wie kriegt man, also[br]kriegt man Silizium tatsächlich in den
0:22:59.720,0:23:04.330
Griff, dass man' als Elektroden-Material[br]benutzen kann? Und auch da wird geforscht,
0:23:04.330,0:23:08.730
um zum Beispiel das Problem loszuwerden,[br]dass man überhaupt darüber diskutieren
0:23:08.730,0:23:12.070
muss:[br]>>Ja, Kobalt, Afrika, politische
0:23:12.070,0:23:18.410
Probleme<<, wir haben nicht genug Material[br]für das alles. Elektrolyte, das gleiche...
0:23:18.410,0:23:26.370
Metallionen, is 'ne ganz witzige Anekdote.[br]Der Herr Goodenough hat in den 80ern,
0:23:26.370,0:23:31.940
als die Grundlagenforschung für seine[br]Entwicklung stattgefunden hat, auch schon
0:23:31.940,0:23:38.970
über Natrium als Energie... also als[br]Metall, was dann diesen Hin-und... diesen
0:23:38.970,0:23:44.521
Transfer, dieses Hin-und-her-Pendeln[br]zwischen den Elektroden übernimmt... Davon
0:23:44.521,0:23:49.039
ist heute nicht wirklich was bekannt,[br]jedenfalls nicht in der öffentlichen
0:23:49.039,0:23:52.620
Presse. Geforscht wird daran trotzdem.[br]Also es gibt zum Beispiel Natrium-Sulfid-
0:23:52.620,0:23:57.429
Batterien, die funktionieren sehr gut.[br]Allerdings brauchen die Temperaturen um
0:23:57.429,0:24:00.570
200 Grad, bis sie vernünftig[br]funktionieren. Bei Raumtemperatur gehen
0:24:00.570,0:24:05.990
die nicht. Das ist praktisch für so etwas[br]wie Blockheizkraftwerke oder Lkws oder
0:24:05.990,0:24:10.427
irgendwie große, große Dinge, die heiß[br]werden und heiß bleiben können. Aber für
0:24:10.427,0:24:15.068
den Alltagsgebrauch, selbst für ein[br]Auto... Kann man nicht anwenden. Aber
0:24:15.068,0:24:19.088
möglicherweise findet man damit 'was, was[br]man so ähnlich wie so 'ne Lithium-Ionen-
0:24:19.088,0:24:24.679
Batterie bauen kann. Und Natrium haben wir[br]wirklich reichlich. Man geht an
0:24:24.679,0:24:29.470
irgendeinen Ozean, hat Natriumchlorid,[br]Salz, in rauen Mengen kann das problemlos
0:24:29.470,0:24:33.249
daraus schöpfen, hat Natriumionen ohne[br]Ende. Dann haben wir zum Beispiel auch das
0:24:33.249,0:24:38.129
Problem mit dem Lithium aus Südamerika und[br]politisch fragwürdige Quellen nicht mehr,
0:24:38.129,0:24:45.110
oder Abhängigkeit von China.[br]Dann noch ein bisschen zu Wasserstoff, da
0:24:45.110,0:24:51.749
steck' ich nicht so sehr drin, deswegen[br]etwas grober. Das ist ein Zustandsdiagramm
0:24:51.749,0:24:55.956
von Wasserstoff. Wasserstoff ist[br]speziell...
0:24:57.736,0:25:03.019
Wer kennt aus Camping zum Beispiel diese[br]Gasbrenner, die man mit so Kartuschen,
0:25:03.019,0:25:10.500
oder diesen großen Propangas-Flaschen[br]betreibt? Ja, 80, 90 Prozent bestimmt. Wer
0:25:10.500,0:25:14.590
hat schon mal aus Versehen das Ventil[br]aufgemacht und den Schlauch abgeschraubt?
0:25:16.520,0:25:21.649
Ja, 'n paar. Oder anderes Beispiel: Wer[br]hat schon mal ein Feuerzeug nachgefüllt?
0:25:21.649,0:25:26.330
Ah, fast alle. Wenn man das nicht richtig[br]macht, dann zischt es und es wird ziemlich
0:25:26.330,0:25:32.439
kalt. Das heißt in der Chemie Joule-[br]Thompson-Effekt. Also dass, wenn man
0:25:32.439,0:25:36.140
ein verflüssigtes komprimiertes Gas [br]plötzlich entspannt wird, das heißt,
0:25:36.140,0:25:39.800
es steht in dem Behälter unter Druck, [br]man macht das Ventil auf,
0:25:39.800,0:25:42.600
es entweicht an die Atmosphäre, [br]der Druck ist plötzlich nur noch
0:25:42.600,0:25:47.460
Atmosphärendruck, und dann wird es kalt.[br]Das ist bei den meisten Gasen so. Bei
0:25:47.460,0:25:52.989
Wasserstoff nicht, der wird heiß. Und das[br]ist blöd, wenn man jetzt ein Leck in einem
0:25:52.989,0:26:01.169
Wasserstofftank hat. Das sind zum Beispiel[br]Vorsichtsmaßnahmen, da müssen sich... also
0:26:01.169,0:26:05.559
in der Raumfahrt, wo Raketen mit[br]Wasserstoff betrieben werden, das ist zum
0:26:05.559,0:26:09.869
Beispiel etwas, worauf man sehr gut[br]aufpassen muss. Dann sind hier in diesem
0:26:09.869,0:26:15.070
Diagramm noch drei Bereiche ausgezeichnet:[br]Nummer 1 ganz links da, auf dieser
0:26:15.070,0:26:25.809
orangefarbenen Linie ist Liquid-Storage,[br]Flüssig-Wasserstoff. Und da sieht man vor
0:26:25.809,0:26:31.669
allen Dingen, wenn man die Temperatur-[br]Achse sich oben anguckt: Wir sind bei -260
0:26:31.669,0:26:36.303
Grad, da ist nicht mehr viel Platz bis zum[br]absoluten Nullpunkt. Heißt auch kryogener
0:26:36.303,0:26:41.860
Wasserstoff. Weil der Wasserstoff nicht[br]flüssig zu kriegen ist oberhalb der
0:26:41.860,0:26:47.700
Temperatur, die von dieser orangenen Linie[br]eingefaßt wird. Wenn man, wenn man den
0:26:47.700,0:26:51.510
Wasserstoff wärmer macht, steht ja immer[br]noch unter Druck und ist immer noch hoch
0:26:51.510,0:26:58.440
komprimiert und relativ dicht. Aber da ist[br]ja nicht mehr unbedingt flüssig. Und wenn
0:26:58.440,0:27:02.009
man das Ganze dann zu höheren Temperaturen[br]geht und dann im Bereich 2 auf der rechten
0:27:02.009,0:27:06.240
Seite kommt, dann sieht man, diese Linien[br]zeigen an, was unter welchem Druck bei
0:27:06.240,0:27:11.220
welcher Temperatur steht, und hat dann 500[br]bar.
0:27:11.220,0:27:16.429
Normalerweise sind so eine[br]Druckgasflasche, wo man Schweiss- Gas oder sowas her
0:27:16.429,0:27:22.799
kriegt. Üblicherweise im Handel sind[br]meistens 200, maximal 300 bar. Dadurch,
0:27:22.799,0:27:26.539
dass dieses Diagramm bis 1000 hochgeht,[br]das zeigt schon, Wasserstoff braucht ein
0:27:26.539,0:27:32.220
bisschen Überzeugungsarbeit, um sich[br]verdichten zu lassen. Und dann oben noch
0:27:32.220,0:27:41.350
der Bereich 3. Ist der trans- kritische Bereich.[br]Der kritische Punkt heißt der Bereich,
0:27:41.350,0:27:49.820
über dem der Zustand zwischen flüssig und[br]gasförmig zu einem, zu einem nicht mehr
0:27:49.820,0:27:56.717
auseinander haltbaren Gemisch wird. Das[br]heißt, es ist nicht wirklich flüssiger
0:27:56.717,0:28:00.850
Wasserstoff, ist nicht wirklich gasförmig,[br]irgendwas dazwischen. Aber auch dafür
0:28:00.850,0:28:06.830
braucht man sehr tiefe Temperaturen. Und[br]das ist z.B. eines der Argumente, was
0:28:06.830,0:28:13.019
gegen Wasserstoff-Betankung spricht. Da[br]das Material soweit runter zu kühlen und
0:28:13.019,0:28:15.399
zu verflüssigen[br]braucht eine Menge Energie, ihn kühl zu
0:28:15.399,0:28:20.429
halten braucht Infrastruktur und[br]Isolierbehälter. Wenn sowas angepiekst
0:28:20.429,0:28:24.139
wird und entweicht, ist... kann ein[br]Problem werden, weil zum Beispiel durch
0:28:24.139,0:28:29.779
den Thompson-Effekt, der beim Wasserstoff[br]für Erhitzung sorgt: Gefahrenpotenzial.
0:28:29.779,0:28:36.049
Und das heißt auch, wenn man sich[br]überlegt: Wo kann Wasserstoff gut
0:28:36.049,0:28:42.610
funktionieren? Meiner Ansicht nach vor[br]allen Dingen in Anwendungen, wo man viel
0:28:42.610,0:28:49.350
auf einmal braucht, an bekannten Orten, wo[br]man Zeit hat zum Betanken. Also das
0:28:49.350,0:28:53.249
Argument: Ja, ich brauch an der Tankstelle[br]fünf Minuten, um meinen Diesel voll zu
0:28:53.249,0:28:57.429
tanken. Aber mit Wasserstoff, das dauert[br]zehn, zwanzig Minuten, und danach muss ich
0:28:57.429,0:29:03.980
dann erst mal die Tankstelle wieder[br]erholen und runter kühlen. Das kann man
0:29:03.980,0:29:10.070
machen, aber für den Personenverkehr[br]eigentlich total sinnlos. Also ich würde
0:29:10.070,0:29:13.789
sagen, es ist klar, dass das auf großer[br]Skala nicht zu machen ist. Aus
0:29:13.789,0:29:17.549
Gefahrenaspekten, aus Handling, wie auch[br]immer. Aber man kann sich denken, dass man
0:29:17.549,0:29:23.539
Busse, Schiffe, vielleicht sogar Flugzeuge[br]mit Wasserstoff betanken kann, weil die
0:29:23.539,0:29:28.539
fliegen oder bewegen sich von wenigen[br]bekannten Punkten. Und man muss eben nicht
0:29:28.539,0:29:32.929
überall Tankstellen verstreuen, sondern[br]man hat bestimmte Positionen, wo man denn
0:29:32.929,0:29:36.850
den Treibstoff vorhalten kann und da auch[br]dann entsprechend sicher handhaben kann.
0:29:36.850,0:29:45.419
Und Individualverkehr damit auszustatten[br]kann man machen, wird auch gemacht. Ob das
0:29:45.419,0:29:50.379
auf großer Skala eine gute Idee ist, weiß[br]ich nicht. Aber deswegen zu sagen
0:29:50.379,0:29:55.550
Wasserstoff ist sinnlos, ist zu teuer,[br]braucht zu viel Energie, ist nicht
0:29:55.550,0:30:02.039
handhabbar, ist gefährlich finde ich auch[br]keine richtige Aussage. Man muss eben
0:30:02.039,0:30:06.323
hingucken: Was sind die Randbedingungen?[br]Was kann man vernünftig handhaben und dann
0:30:06.323,0:30:11.289
sagen: Okay, ich wähle den Speicher, den[br]Speicher, einen anderen Speicher.
0:30:12.669,0:30:17.289
Bei Batterien anders rum. Da muss man eben[br]immer das Material mit sich herumtragen.
0:30:17.289,0:30:23.739
Man hat die Batterie, die Elektronen,[br]Cobaltoxid, das Graphit, das ist immer da.
0:30:23.739,0:30:26.669
Das muss man immer mit sich herumtragen.[br]Und die Lithium-Ionen
0:30:26.669,0:30:30.419
gehen von[br]einer Seite auf die andere, geben dadurch
0:30:30.419,0:30:35.710
Energie ab oder nehmen welche auf. Aber[br]die Masse bleibt immer konstant, egal wie
0:30:35.710,0:30:42.870
voll der Akku ist. In der Schule gabs bei[br]uns so ein bisschen den Witz. Von wegen.
0:30:42.870,0:30:47.379
Ist jetzt eigentlich ein leerer Akku[br]leichter als ein voller Akku? Naja, das
0:30:47.379,0:30:57.210
sind ja weniger Elektronen drin. Und wenn[br]man jetzt über Flugzeuge nachdenkt, möchte
0:30:57.210,0:31:01.650
man vielleicht nicht ein Flugzeug bauen,[br]was man quasi was eine riesige fliegende
0:31:01.650,0:31:07.820
Batterie ist, weil man das Gewicht immer[br]mit sich herumtragen muss. Dann natürlich
0:31:07.820,0:31:18.889
noch: Was macht die Natur eigentlich? Die[br]linke Seite ist so ein grobes Schema von
0:31:18.889,0:31:26.309
was in jeder Pflanze passiert. Sonne strahlt auf[br]grüne Teile. Da läuft dann die Lichtreaktion der
0:31:26.309,0:31:32.921
Photosynthese ab, CO2 und Wasser werden[br]fixiert, und Sauerstoff kommt raus. Und
0:31:32.921,0:31:41.580
unten hat man als Speicher sogar größere[br]organische Moleküle. Etwas genauer
0:31:41.580,0:31:47.700
angeguckt, sieht das dann so aus.[br]Vielleicht kennt man das noch aus dem Bio
0:31:47.700,0:31:55.386
Unterricht, das zweistufige Foto System[br]und die Absorption der beiden Teile. Daran
0:31:55.386,0:32:01.330
kann man zum Beispiel auch sehr gut sofort[br]sehen: Warum sind Blätter grün? Naja. Im
0:32:01.330,0:32:05.480
blauen Bereich wird absorbiert. Je höher[br]der Peak ist, umso mehr Licht wird
0:32:05.480,0:32:11.240
eingefangen, das landet dann in diesen[br]roten, hellroten Bereichen, trifft auf die
0:32:11.240,0:32:17.549
Fotossystem-Zentren regt dann, angedeutet[br]durch den blauen Pfeil, regt dann dieses
0:32:17.549,0:32:22.840
Molekül an und über diese lange Kaskade[br]von verschiedenen komplizierten
0:32:22.840,0:32:26.971
Biomolekülen wird das dann durchgereicht,[br]und irgendwie macht daraus die Zelle dann
0:32:26.971,0:32:33.549
ihre Energie. So etwas kann man sehr[br]schwer tatsächlich nachbauen. Wird auch
0:32:33.549,0:32:37.519
gemacht. Es werden teilweise werden[br]einzelne von diesen, von diesen Kreisen ja
0:32:37.519,0:32:41.570
angedeutet. Vielleicht wird versucht, sie[br]zu isolieren und sich anzugucken. Wie
0:32:41.570,0:32:47.170
funktioniert das? Was für, was für Enzyme,[br]was für Proteine sind da drin? Manchmal
0:32:47.170,0:32:51.473
sind auch einzelne Metal-Zentren da drin.[br]Wie funktioniert das? Und können wir
0:32:51.473,0:32:56.720
darüber was lernen und das vielleicht in[br]für uns leichter umsetzbaren System
0:32:56.720,0:33:01.830
nachbauen? Gut, Peak wird[br]höher, heißt, absorbiert
0:33:01.830,0:33:07.919
mehr Energie, und in der Mitte ist dieses[br]Tal grün. Das heißt, das grüne Licht wird
0:33:07.919,0:33:17.202
einfach nicht absorbiert. Deswegen sieht[br]ein Blatt grün aus. Und noch eine andere
0:33:17.202,0:33:23.929
Vision ist zu sagen: Okay, können wir das als[br]Modell nehmen und das so ähnlich machen.
0:33:23.929,0:33:31.649
Wir haben ein künstliches Blatt. Ist der[br]Oberbegriff für diese, für diese ganze
0:33:31.649,0:33:37.879
ganze Forschungsrichtung zu sagen: Okay,[br]man nimmt sein Material, taucht es in
0:33:37.879,0:33:44.200
Wasser ein, man strahlt Sonnenlicht drauf[br]und kann dadurch so ähnlich, wie die
0:33:44.200,0:33:49.260
Pflanze mit ihren Blättern auch macht, das[br]Wasser aufspalten in Wasserstoff und
0:33:49.260,0:33:53.749
Sauerstoff, diesen Wasserstoff dann[br]einfangen, entweder verflüssigen oder eben
0:33:53.749,0:33:57.890
in der chemischen Industrie über[br]verschiedene Reaktionen zu größeren
0:33:57.890,0:34:04.340
Energieträgern weiter, weiter entwickeln.[br]Und potenziell kann man daraus auch dann
0:34:04.340,0:34:09.379
am Schluss wieder im Prinzip, was wir als[br]Benzin oder als fossile Energieträger
0:34:09.379,0:34:15.640
kennen, aber eben ursprünglich nur aus[br]Sonnenlicht gemacht. Wir haben dann nicht
0:34:15.640,0:34:20.090
mehr diesen Fall, dass wir dann aus[br]Jahrmillionen alten Ablagerungen aus der
0:34:20.090,0:34:25.566
Erde Material ausgraben müssen, sondern[br]wir können das selber machen. Das wäre
0:34:25.566,0:34:31.690
sozusagen vom Modell her das, was unter[br]klimaneutralen oder CO2 neutralen
0:34:31.690,0:34:37.580
Kraftstoffen gemeint ist. Man hat zwar[br]immer noch einen organischen Kraftstoff,
0:34:37.580,0:34:40.590
den man dann verbrennt. Methanol kann man[br]auch, mit Methanol kann man auch
0:34:40.590,0:34:46.660
Brennstoffzellen betreiben. Diesel, Benzin[br]würde man dann eben in herkömmlichen
0:34:46.660,0:34:52.430
Verbrennungs-Kraftmaschinen verwenden.[br]Aber da man das CO2, was in diesem
0:34:52.430,0:34:57.740
Brennstoff drin ist, vorher aus der Luft[br]gegriffen hat und nach diesem Schema in
0:34:57.740,0:35:02.480
den Kraftstoff eingebaut hat, wird es beim[br]Verbrennen wieder frei und man kommt auf
0:35:02.480,0:35:08.080
plus/minus Null. Da ist das größte[br]Problem, dass CO2 halt zum Glück immer
0:35:08.080,0:35:11.850
noch in ziemlich kleinen Konzentrationen[br]in der Luft vorkommt. Das heißt, es ist
0:35:11.850,0:35:15.620
ziemlich anstrengend, das CO2 aus der Luft[br]überhaupt rauszukriegen, um dann diese
0:35:15.620,0:35:21.250
Reaktion durchzuführen zu können. Also[br]auch da hängt ein riesen, riesen
0:35:21.250,0:35:25.017
Forschungsfeld, hängt da dran zu[br]gucken, was kann man damit machen? Wie
0:35:25.017,0:35:33.270
kommt man damit weiter?
0:35:33.270,0:35:39.540
Eine andere Version ist das, [br]was bisher gemacht wird
0:35:39.540,0:35:45.100
und auch relativ gut funktioniert schon,[br]ist, man nimmt Sonnenlicht, hat die
0:35:45.100,0:35:49.130
inzwischen ziemlich gut funktionierende[br]Silizium Solarzellen, die Wirkungsgrade
0:35:49.130,0:35:54.820
gehen inzwischen bis in die mittleren 20[br]Prozent hoch und erzeugt daraus
0:35:54.820,0:36:01.930
elektrischen Strom, betreibt Elektrolyse.[br]Man hält quasi zwei Elektroden in Wasser,
0:36:01.930,0:36:06.320
macht das gleiche wie eben angedeutet das[br]künstliche Blatt. Man trennt das Ganze in
0:36:06.320,0:36:09.170
Wasserstoff und Sauerstoff auf, sammelt[br]beide Gase ein und kann sie dann weiter
0:36:09.170,0:36:14.910
weiterverwenden. Der Umkehrprozess ist[br]dann das, was wir als Brennstoffzelle
0:36:14.910,0:36:21.320
kennen, und dort drüben auf der rechten[br]Seite ist der Kurzschlussweg, sozusagen
0:36:21.320,0:36:27.490
der, der diesen Umweg direkt umgeht. Das[br]ist, was in meiner Arbeitsgruppe relativ
0:36:27.490,0:36:33.720
viel bearbeitet wird. Okay, dieses, man[br]nimmt dieses hier gelb angedeutete
0:36:33.720,0:36:38.120
Material, also das ist tatsächlich ein[br]gelbes Pulver, was bisher mit zu den am
0:36:38.120,0:36:43.350
besten funktionierenden Materialien zählt.[br]Man strahlt da von Regenbogenfarben
0:36:43.350,0:36:47.800
angedeutet, man strahlt, da kommt das[br]komplette Spektrum drauf. Dieses gelbe
0:36:47.800,0:36:54.880
Material absorbiert die eine Hälfte, lässt[br]das gelb-rote langwellige durch. Das
0:36:54.880,0:37:00.660
trifft dann hinten auf eine zweite, noch[br]auf eine herkömmliche Silizium-Solarzelle,
0:37:00.660,0:37:04.620
kann da noch einmal Energie produzieren,[br]und die beiden tun sich zusammen und
0:37:04.620,0:37:11.770
können am Schluss dann genug genug Energie[br]und Spannung aufbringen, um diese Spaltung
0:37:11.770,0:37:18.550
direkt zu betreiben. Wenn das tatsächlich[br]zu einem großindustriell verfügbaren
0:37:18.550,0:37:23.510
Prozess kommen sollte, könnte das[br]zumindest ein Teil unserer Energieprobleme
0:37:23.510,0:37:31.610
lösen oder zumindest einen Beitrag[br]leisten. Dazu gibts dann auch noch andere
0:37:31.610,0:37:36.550
Überlegungen, die man machen muss. Wie[br]viel kriegt man da eigentlich raus? Wie
0:37:36.550,0:37:43.060
viele Flächen braucht man? Eine Zahl, die[br]ich noch so grob aus dem Vortrag meines
0:37:43.060,0:37:48.190
Professors kenne: Man müsste irgendwie pro[br]Tag mehrere hundert Quadratmeter
0:37:48.190,0:37:57.750
Solarzellen montieren. Bis 2050.[br]24/7. Ununterbrochen. Um das
0:37:57.750,0:38:02.480
hinzukriegen mit der komplett[br]Klimaneutralität bis dahin. Ist natürlich
0:38:02.480,0:38:07.550
komplett illusorisch. Man muss diese[br]Materialen alle erst produzieren. Man muss
0:38:07.550,0:38:12.650
die Solarzellen produzieren, man muss die[br]zu Modulen zusammenbauen, man muss die auf
0:38:12.650,0:38:15.730
Dächer schrauben, man muss die verdrahten,[br]die gehen inzwischen kaputt.
0:38:15.730,0:38:21.640
Das ist eben eine Vision. Klingt gut, aber[br]dann ist wieder die Sache - wie sieht es
0:38:21.640,0:38:26.110
aus mit der praktischen Umsetzbarkeit?[br]Komplett geht es nicht. Aber es kann in
0:38:26.110,0:38:34.310
bestimmten Teilen der Erde durchaus einen[br]guten Beitrag leisten. Dann habe ich hier
0:38:34.310,0:38:42.050
noch eine Pressemitteilung mitgebracht.[br]Das war grad diesen Sommer. Das ist der
0:38:42.050,0:38:49.330
Versuch, aus Sonnenlicht direkt, sie[br]nennen es glaube ich Kerosin, also auch
0:38:49.330,0:38:55.410
einen fossilen Brennstoff, quasi zu[br]erzeugen. An der Stelle wird das
0:38:55.410,0:38:59.150
allerdings nicht chemisch gemacht, sondern[br]einfach durch Konzentration von
0:38:59.150,0:39:05.940
Sonnenlicht. Da innen drinnen im Zentrum[br]dieses Spiegels ein Reaktor auf hohe
0:39:05.940,0:39:10.830
Temperaturen gebracht wird, 1200 Grad,[br]1500 Grad. Und dann mit speziellen
0:39:10.830,0:39:15.480
Katalysatoren, bei diesen Temperaturen[br]findet tatsächlich eine Reaktion statt,
0:39:15.480,0:39:23.940
das CO2 aus der Luft mit Wasser,[br]Luftfeuchtigkeit, wieder zusammengebracht
0:39:23.940,0:39:28.520
wird, um einen fossilen Brennstoff zu[br]erzeugen, der dann eben, wie vorhin schon
0:39:28.520,0:39:32.720
beschrieben, de facto CO2 neutral ist,[br]weil man den Kohlenstoff, den man da
0:39:32.720,0:39:36.830
drinnen verbrennt, vorher selber aus der[br]Luft raus geholt hat. Aber auch hier ist
0:39:36.830,0:39:41.180
das Problem, dass CO2, wenn man es nur aus[br]der Umgebungsluft nimmt,
0:39:41.180,0:39:47.540
es in geringen Konzentrationen vorhanden[br]ist. Und ich glaube, diese Anlage
0:39:47.540,0:39:52.530
produziert ein paar 10 Milliliter[br]Treibstoff pro Tag, an einem guten
0:39:52.530,0:39:58.340
Sonnentag. Das ist halt auch nicht viel,[br]und das ist ein relativ großes Ding.
0:39:58.340,0:40:04.840
Das ist schon, weiß ich nicht, 6 oder 7[br]Meter Durchmesser oder sowas.
0:40:04.840,0:40:09.570
Sieht relativ schwer aus, das in großem[br]Stil zu bauen. Kann man nicht mal eben so
0:40:09.570,0:40:18.351
in größeren Mengen machen. Dann möchte ich[br]noch dieses Argument anbringen. "Wer soll
0:40:18.351,0:40:25.251
das bezahlen?" wird oft gefragt. Und das[br]ist jetzt mehr so eine Fragestellung, die
0:40:25.251,0:40:33.170
auch jeder für sich mal mitnehmen kann.[br]Was ist eigentlich mit der ganzen Energie,
0:40:33.170,0:40:40.010
aus der bereits ein wirtschaftlicher[br]Nutzen gezogen wurde? Man hat im Moment
0:40:40.010,0:40:47.590
300 ppm, 300 irgendwas ppm, CO2 in der[br]Luft im Durchschnitt.
0:40:47.590,0:40:50.300
Undeutlicher Zuruf aus dem Publikum[br]Pischel: Bitte?
0:40:50.300,0:40:54.310
Undeutlicher Zuruf aus dem Publikum[br]Pischel: 400.
0:40:54.310,0:41:02.041
Zuruf aus dem Publikum: Etwas mehr.[br]Sebastian Pischel: Ja, gut. Auf jeden Fall
0:41:02.041,0:41:07.560
deutlich mehr als die 100 irgendwas ppm.[br]Weiß da auch jemand was Genaueres? Das ist
0:41:07.560,0:41:09.560
tatsächlich.[br]Undeutlicher Zuruf aus dem Publikum
0:41:09.560,0:41:11.770
Pischel: Bitte?[br]Zuruf aus dem Publikum: Wir sind von 200
0:41:11.770,0:41:15.220
auf 400 ppm in den letzten 150 Jahren.[br]Pischel: Gerundet oder genau?
0:41:15.220,0:41:18.670
Zuruf aus dem Publikum: Pi mal Daumen.[br]Zuruf aus dem Publikum: Was hat er gesagt?
0:41:18.670,0:41:23.060
Pischel: Wir sind von 200 auf 400 ppm in[br]den letzten - 150.000 Jahren?
0:41:23.060,0:41:26.240
Zuruf aus dem Publikum: 150[br]Pischel: Oh, 150.
0:41:26.240,0:41:29.766
Gelächter[br]Pischel: Ups.
0:41:29.766,0:41:38.980
Ja. Wie gesagt, ich wäre eigentlich eher[br]darauf hinaus - diese 200 ppm Differenz
0:41:38.980,0:41:46.010
sind irgendwann mal in der Erde gewesen,[br]in Form von Erdöl, Kohle. Und das
0:41:46.010,0:41:53.620
übersetzt sich in einen Energiebetrag. Das[br]übersetzt sich in, im Prinzip, Geld und
0:41:53.620,0:41:57.090
davon haben Generationen vor uns[br]profitiert, indem sie das aus dem Boden
0:41:57.090,0:42:05.050
geholt haben. Jetzt ist der "Abfall" CO2[br]in der Luft und damit wurde eine Menge
0:42:05.050,0:42:12.520
bezahlt. Und jetzt zu überlegen, naja, wir[br]können uns das nicht leisten das alles
0:42:12.520,0:42:17.990
wieder in den Boden zurück zu stopfen, das[br]kann durchaus sein, dass das um
0:42:17.990,0:42:23.050
Geldbeträge geht, die wir uns nicht einmal[br]vorstellen können. Ich habe noch nicht die
0:42:23.050,0:42:27.860
Zeit gefunden, mir das mal anzugucken,[br]auszurechnen. Aber ich kann mir vorstellen
0:42:27.860,0:42:33.310
das wird etliche Jahrzehnte[br]Bruttosozialprodukt, Bruttoinlandsprodukt,
0:42:33.310,0:42:39.310
von größeren Industrienationen sein. Und[br]es ist klar, dass man das nicht mal eben
0:42:39.310,0:42:43.650
so in paar Jahren wieder aufbringen kann[br]und will. Aber dann zu sagen:
0:42:43.650,0:42:48.410
"Na ja, können wir nicht, haben wir schon[br]ausgegeben das Geld. Können wir leider
0:42:48.410,0:42:53.730
nicht wieder zurücknehmen." Keine Ahnung.[br]Aber das sind dann eben auch politische
0:42:53.730,0:42:58.706
und Gesellschaftsfragen. Die fallen nicht[br]so sehr in meinen Bereich. Aber es gibt
0:42:58.706,0:43:02.500
sicherlich unter euch Leute, die sich[br]darüber Gedanken gemacht haben, die
0:43:02.500,0:43:06.880
darüber mehr wissen. Das würde ich[br]eigentlich sehr gerne mehr ins Rampenlicht
0:43:06.880,0:43:13.790
geholt haben. Einfach mal in Kontext zu[br]setzen - Wer hat eigentlich wovon wie viel
0:43:13.790,0:43:17.060
profitiert?[br]Also, am Schluss kommen eigentlich
0:43:17.060,0:43:23.210
sämtliche Debatten, die wir gerade führen,[br]auf Gerechtigkeits-, Verteilungs-,
0:43:23.210,0:43:32.680
Aufteilungsdebatten hinaus. So, damit will[br]ich langsam schließen. Chemie ist eine
0:43:32.680,0:43:35.620
interessante Sache, und es ist nicht immer[br]nur das, was knallt und stinkt,
0:43:35.620,0:43:38.870
wie der berühmte Spruch ist. Man kann[br]interessante Sachen machen, man kann auch
0:43:38.870,0:43:44.900
als Computer affiner Mensch Dinge machen.[br]Es werden inzwischen sehr interessante
0:43:44.900,0:43:48.910
quantenchemische Rechnungen gemacht. Man[br]modelliert tatsächlich Elektronenwolken,
0:43:48.910,0:43:53.460
die um Atomkerne fliegen, und versucht,[br]auf der Basis Voraussagen zu machen:
0:43:53.460,0:43:58.610
Funktioniert ein bestimmtes Material? Hat[br]es eine bestimmte Energie? Hat es eine
0:43:58.610,0:44:02.310
bestimmte Energiebindung? Kann ich damit[br]etwas anfangen oder nicht? Aktuell sind
0:44:02.310,0:44:08.180
die Voraussagen noch nicht besonders gut,[br]aber überhaupt möglich. Im Vergleich zu
0:44:08.180,0:44:12.030
vor zehn Jahren hat man dann eine Woche[br]lang gerechnet, das, was man heute in
0:44:12.030,0:44:19.390
einer Stunde berechnet. Da ist auch noch[br]viel zu holen. Und da ich auch gesehen
0:44:19.390,0:44:25.230
habe, dass dieser Streit[br]Brennstoffzellenauto - Elektro-Auto, da
0:44:25.230,0:44:31.081
sind halt auch viel politische und[br]finanzielle, kurzfristig wirtschaftliche
0:44:31.081,0:44:35.170
Interessen dahinter. Wir möchten jetzt[br]etwas verkaufen. Das ist nicht so wichtig,
0:44:35.170,0:44:38.700
ob das jetzt irgendwie in zehn, zwanzig[br]Jahren Problem wird. Hauptsache, unsere
0:44:38.700,0:44:44.333
Quartalszahlen sind gut. Darüber müssen[br]wir auch viel reden.
0:44:44.333,0:44:52.477
So, damit möchte ich schließen mit einigen[br]meiner am meisten konsumierten Podcasts:
0:44:52.477,0:44:56.520
"Methodisch Inkorrekt", wie gesagt.[br]"Forschergeist" ist auch ein sehr schöner
0:44:56.520,0:45:00.971
Podcast, da gibt es auch einige Folgen,[br]die sich sehr spezifisch mit Themen
0:45:00.971,0:45:05.270
beschäftigen, die ich hier angerissen[br]habe. "Mikroökonomen" habe ich bisher bloß
0:45:05.270,0:45:09.470
mal ein, zwei Folgen reingehört. Aber da[br]gibt es auch das. Die beschäftigen sich
0:45:09.470,0:45:15.440
hauptsächlich mit Wirtschaft und dem[br]ökonomischen Anteil von Energie, aber
0:45:15.440,0:45:20.565
haben auch ein paar interessante Folgen[br]dazu, warum Strompreise so entstehen, wie
0:45:20.565,0:45:25.330
sie sind. Wer möchte, kann sich den[br]Vortrag, den ich dieses Jahr auf dem Camp
0:45:25.330,0:45:29.410
gehalten habe, ansehen, wo ich ein[br]bisschen mehr darauf den Fokus gelegt
0:45:29.410,0:45:33.987
habe, wie kriegt man das hin mit dem[br]Wasserstoff aus dem Sonnenlicht erzeugen?
0:45:33.987,0:45:39.000
Da gab es noch einen weiteren Talk, bei[br]dem es darum ging, wie kriegt man Power-
0:45:39.000,0:45:46.650
to-X, heißt quasi, alles an Energieträger[br]abstrahiert, grob gesagt. Und auch auf
0:45:46.650,0:45:50.660
diesem Kongress wird es noch mindestens[br]zwei Vorträge geben, die ich persönlich
0:45:50.660,0:45:54.191
sehr interessant finde, weil das ist auch[br]die Sache, über Recycling müssen wir
0:45:54.191,0:45:57.410
definitiv auch sprechen. Wir können uns[br]das nicht leisten, sämtliche Batterien,
0:45:57.410,0:46:02.270
die kaputt sind, einfach irgendwo in die[br]Erde zu verbuddeln, weil wir haben ja viel
0:46:02.270,0:46:07.220
Energie reingesteckt, um dieses Material[br]überhaupt zu gewinnen. Und auf der
0:46:07.220,0:46:13.100
Chaos West Bühne wird ein Vortrag darum[br]gehen: Was passiert eigentlich, wenn ich
0:46:13.100,0:46:19.412
so eine Batterie beschädige? Was sind die[br]Folgen davon? Bin ich auch sehr gespannt,
0:46:19.412,0:46:24.120
was dabei kommt. Und wie gesagt, wenn[br]jemand irgendwie sagt:
0:46:24.120,0:46:27.788
"Hey, ich hab da etwas ganz Interessantes,[br]hast du das gehört?"
0:46:27.788,0:46:35.599
Sagt es mir, kommt auf mich zu. Ihr könnt,[br]Moment, Kontakt kommt gleich. Genau. Und
0:46:35.599,0:46:41.350
am Schluss, natürlich kann ich über das[br]HCB kaum reden, ohne tatsächlich den
0:46:41.350,0:46:45.370
Podcast der Helmholtz-Gemeinschaft zu[br]erwähnen. Den habe ich bei weitem nicht
0:46:45.370,0:46:52.560
durchgehört, aber hochinteressant und[br]produziert von dem hervorragenden Holger
0:46:52.560,0:46:56.070
Klein.[br]Hallo Holgi. Der unter anderem auch
0:46:56.070,0:46:59.580
tatsächlich mein Arbeitsgruppenleiter[br]interviewt hat, damals, als er gerade erst
0:46:59.580,0:47:05.270
ein Jahr hier am Institut war.[br]Roel van de Krol ist derjenige, der mich
0:47:05.270,0:47:11.690
tatsächlich inspiriert hat, mich mit[br]diesem Forschungsfeld zu beschäftigen. Und
0:47:11.690,0:47:15.680
dem inzwischen in Ruhestand gegangenen[br]stellvertretenden Institutsleiter
0:47:15.680,0:47:22.570
Sebastian Fiechter, der mich persönlich[br]betreut und mentored hat und dafür auch
0:47:22.570,0:47:26.520
beigetragen hat, dass das alles so weit[br]gekommen ist, dass ich an diesem
0:47:26.520,0:47:32.270
Forschungsfeld Spaß gehabt habe, dass ich[br]Ergebnisse erzeugen konnte, dass ich auch
0:47:32.270,0:47:38.430
jetzt Wissen habe, was ich wieder[br]weitergeben kann. Und zum Schluss
0:47:38.430,0:47:45.890
Feedback. Ich würde total gerne wissen:[br]Ist das zu chemisch, zu technisch? Möchtet
0:47:45.890,0:47:49.780
ihr mehr Chemie wissen? Möchtet ihr mehr[br]Details wissen? Möchtet ihr weniger
0:47:49.780,0:47:51.055
wissen?[br]Undeutlicher Zuruf aus dem Publikum
0:47:51.055,0:47:58.670
Pischel: Okay, einer möchte[br]offensichtlich. Dect Nummer anrufen. Wenn
0:47:58.670,0:48:03.510
ich ran gehe ist es schön, wenn nicht,[br]dann nochmal versuchen. Ich habe eine
0:48:03.510,0:48:07.031
E-Mail Adresse für diesen Talk[br]eingerichtet, in die ich reingucke. Jetzt
0:48:07.031,0:48:10.090
während des Kongresses und auch danach,[br]wenn noch Fragen irgendwann später
0:48:10.090,0:48:16.700
aufkommen. Der Stream wird ja auch[br]irgendwann noch in 500 Jahren geguckt. Und
0:48:16.700,0:48:20.920
damit kommen wir in der restlichen Zeit zu[br]noch Fragen und Antworten.
0:48:20.920,0:48:29.292
Applaus
0:48:29.292,0:48:31.370
Herald: Vielen herzlichen Dank für deinen[br]Talk.
0:48:31.370,0:48:35.280
Wir haben ungefähr zehn Minuten für Q and[br]A. Wir machen bis Viertel nach Q and A.
0:48:35.280,0:48:38.580
Alle, die jetzt schon früher rausgehen.[br]Bitte benutzt die linke oder die mittlere
0:48:38.580,0:48:42.930
Tür, nicht jedoch die Tür, durch die ihr[br]reingekommen seid. Ihr haltet euch
0:48:42.930,0:48:47.140
tendenziell links. Hilfreiche Engel,[br]Saalengel, winken euch und zeigen euch, wo
0:48:47.140,0:48:50.190
die Abflugbahn ist. Links oder die[br]mittlere Tür, nicht die Tür, durch die
0:48:50.190,0:48:54.980
hereingekommen seid. Wenn ihr Fragen habt,[br]dann stellt euch an die Mikrofone, macht
0:48:54.980,0:48:59.841
euch kenntlich, wenn ihr was wissen wollt.[br]Ich glaube, da hinten an Mikrofon Nummer 6
0:48:59.841,0:49:02.841
steht jemand? Ist das korrekt?[br]Dann frag du doch mal die erste Frage.
0:49:02.841,0:49:07.470
Frage: Hallo. Also erst mal Danke für den[br]schönen Vortrag. Wenn es doch so ein
0:49:07.470,0:49:11.940
Problem darstellt, den Wasserstoff zu[br]speichern, könnte man ihn dann nicht
0:49:11.940,0:49:16.380
einfach über die vorhandenen Leitungen[br]verteilen? Also über das Erdgasnetz?
0:49:16.380,0:49:23.020
Pischel: Ja, wird drüber nachgedacht.[br]Erdgas enthält auch ein Teil Wasserstoff.
0:49:23.020,0:49:28.000
Ich weiß gerade nicht, wieviel Prozent[br]irgendwie ein paar wenige. Das Problem an
0:49:28.000,0:49:32.510
Wasserstoff ist, der ist auch da speziell.[br]Der diffundiert nämlich durch Metallrohre
0:49:32.510,0:49:38.041
durch. Das heißt, wenn man das Erdgasnetz[br]mit 100 Prozent Wasserstoff befüllt, dann
0:49:38.041,0:49:42.930
kriegt man am Schluss nicht mehr das raus,[br]was man reingesteckt hat. Und Wasserstoff
0:49:42.930,0:49:45.400
hat noch die Eigenschaft, dass es mit so[br]ziemlich allen Metallen
0:49:45.400,0:49:49.610
Hydride bildet. Der Wasserstoff lagert[br]sich in das Metall ein, geht eine
0:49:49.610,0:49:54.660
Verbindung ein. Und diese Hydride sind[br]dann eben nicht mehr das, wie man es von
0:49:54.660,0:49:59.840
Metallen kennt, verformbar, zugfest,[br]sondern das ist spröde. Und man muss eben
0:49:59.840,0:50:03.930
besondere Vorkehrungen treffen, um[br]Leitungen, die Wasserstoff führen sollen,
0:50:03.930,0:50:07.090
zu beschichten, weil ansonsten diffundiert[br]er nicht nur in diese Leitungen rein, er
0:50:07.090,0:50:09.500
macht die spröde. Und irgendwann platzt[br]die.
0:50:09.500,0:50:15.390
Also einfach so eins zu eins übernehmen[br]geht leider nicht, also 10 Prozent geht,
0:50:15.390,0:50:20.737
irgendwas in der Größenordnung. Deutlich[br]höhere Anteile wird irgendwann schwierig.
0:50:20.737,0:50:23.890
Herald: So, wir haben eine Frage aus dem[br]Internet. Bitte schön.
0:50:23.890,0:50:28.090
Frage: Ja, danke schön. Wie steht es um[br]den Wirkungsgrad der Energiespeicherung,
0:50:28.090,0:50:31.440
der verschiedenen Möglichkeiten? Zum[br]Beispiel der Aufwand des Kühlens,
0:50:31.440,0:50:35.060
Komprimierens, Transportierens bei[br]Wasserstoff und dem Laden und Rumschleppen
0:50:35.060,0:50:40.030
von Batterien? Kommt da die Batterie im[br]Allgemeinen nicht am besten weg?
0:50:40.030,0:50:43.540
Pischel: Die Frage kann ich jetzt so nicht[br]beantworten, weil da eine ganze Menge
0:50:43.540,0:50:49.750
Faktoren reinfallen. Ich hab mal ein paar[br]Diagramme angeguckt, wo das ein bisschen
0:50:49.750,0:50:54.310
aufgedröselt wird, weil man bei der[br]Wasserstoffverflüssigung viele, viele
0:50:54.310,0:50:59.640
Schritte braucht und beim Batterieladen[br]und -entladen halt nur wenige. Und die
0:50:59.640,0:51:03.170
Wirkungsgrade multiplizieren sich[br]miteinander. Aber es kommt halt auch
0:51:03.170,0:51:05.360
darauf an: Wo macht man das? Bei welchen[br]Temperaturen, unter welchen
0:51:05.360,0:51:10.460
Randbedingungen? Deswegen, ein klares[br]Vielleicht. Keine Ahnung.
0:51:10.460,0:51:13.280
Herald: Gut, die nächste Frage von[br]Mikrofon Nummer 1 bitte.
0:51:13.280,0:51:17.770
Frage: Danke für diesen interessanten[br]Talk. Ich hab mal eine Frage zu
0:51:17.770,0:51:23.730
Wasserstoff. Vor ca. 35 Jahren war ich mal[br]Hiwi am Max-Planck-Institut und damals war
0:51:23.730,0:51:29.950
der letzte heiße Scheiß Wasserstoff in[br]Metallgittern einzulagern. Dann hat es ein
0:51:29.950,0:51:33.980
bisschen geknistert, das Volumen hat sich[br]um 30 Prozent erhöht und bei 400 Grad
0:51:33.980,0:51:39.840
Celsius konnte man den Wasserstoff auch[br]wieder raus quellen. Das galt damals als
0:51:39.840,0:51:44.580
das heiße Ding, weil man konnte es auch[br]sehr schön sicher einlagern. Wird an
0:51:44.580,0:51:48.000
dieser Ecke noch geforscht, oder hat sich[br]das als ganz tot erwiesen?
0:51:48.000,0:51:54.330
Pischel: Geforscht wird daran auf jeden[br]Fall. Stecke ich nicht wirklich drin in
0:51:54.330,0:51:59.950
dem Bereich. Wie gerade schon erwähnt,[br]Wasserstoff bildet mit fast jedem Metall
0:51:59.950,0:52:04.890
Hydride. Mit einigen ziemlich gut. Und[br]solche möchte man besonders gerne haben.
0:52:04.890,0:52:10.470
Das sind dummerweise mitunter Edelmetalle[br]wie Palladium, Platin, irgendwie sowas was
0:52:10.470,0:52:15.300
super teuer ist. Da kriegt man dann[br]teilweise ein Vielfaches des Volumens was
0:52:15.300,0:52:20.940
flüssiger Wasserstoff, also wenn man sich[br]eine Patrone, einen Tank irgendwie aus
0:52:20.940,0:52:23.940
Metallhydrid[br]vorstellt, wenn man die mit flüssigem
0:52:23.940,0:52:26.930
Wasserstoff[br]füllen würde, kriegt man da nicht so viel
0:52:26.930,0:52:30.610
rein, als wenn man das in dieses Hydrid[br]wie gerade angedeutet rein presst und dann
0:52:30.610,0:52:35.000
durch Hitze wieder austreibt. Aber da hat[br]man auch wieder das Problem, man braucht
0:52:35.000,0:52:39.910
halt das Metall, und das kann mitunter[br]teuer werden. Da wird glaube ich auch dran
0:52:39.910,0:52:45.110
geforscht, das mit billigeren und leichter[br]verfügbaren Metallen zu machen. Und da
0:52:45.110,0:52:50.260
wäre auch denkbar, so eine Art[br]Pfandflaschen-System zu machen, dass man
0:52:50.260,0:52:57.150
dann sagt: Okay, man produziert diese gut[br]handhabbaren, aufgeladenen Hydridspeicher,
0:52:57.150,0:53:03.590
vertreibt die als Patronen oder als[br]aufgeladene Zellen, benutzt die in seinem
0:53:03.590,0:53:07.820
Gerät, setzt den Wasserstoff frei, nimmt[br]die entladenen Zellen wieder, bringt sie
0:53:07.820,0:53:11.630
in eine Auffüllstation, da wird die wieder[br]aufgefüllt und kann damit so einen
0:53:11.630,0:53:15.750
Kreislauf bauen. Dann hätte man das[br]Problem nicht, dass man flüssigen
0:53:15.750,0:53:19.120
Wasserstoff oder gasförmigen Wasserstoff[br]unter hohem Druck hin und her schieben
0:53:19.120,0:53:23.620
muss, sondern hat gut handhabbaren[br]Feststoff. Aber andererseits kostet halt
0:53:23.620,0:53:28.810
auch das teure Material, bis man[br]tatsächlich etwas findet, was man billiger
0:53:28.810,0:53:31.480
machen kann.[br]Herald: Vielen Dank für die Erklärung.
0:53:31.480,0:53:36.750
Mikrofon Nummer Drei bitte. Immer schön[br]ran gehen, ganz nah ran.
0:53:36.750,0:53:42.420
Frage: Alles klar. In der ersten Hälfte[br]2019 gab es diesen riesigen Bohei im
0:53:42.420,0:53:46.590
Internet. Ich glaube es war die Uni Kiel,[br]die eine Lithium-Batterie, also nein,
0:53:46.590,0:53:52.230
keine Lithium-Batterie mehr, sondern eine[br]Batterie, was du schon gesagt hattest, aus
0:53:52.230,0:53:56.720
Silizium und Schwefel gebaut hatte. Mit[br]riesigen Zahlen, die dann durch die Gegend
0:53:56.720,0:54:01.610
geworfen wurden, im Sinne von zehnfache[br]Kapazität des LiPo-Akkus et cetera et cetera.
0:54:01.610,0:54:06.170
Gibt es da aus der Fachwelt mittlerweile[br]tatsächlich etwas Neues zu? Oder war das
0:54:06.170,0:54:08.580
nur einer dieser wilden Hochdaten[br]Internet-Hypes?
0:54:08.580,0:54:14.580
Pischel: Kann ich nichts zu sagen. Hab ich[br]nicht mitbekommen. Ich weiß, dass Silizium
0:54:14.580,0:54:19.710
als Elektrodenmaterial beforscht wird und[br]eben die erwähnten Probleme hat. Diese
0:54:19.710,0:54:21.760
spezielle Kombination kenne ich[br]tatsächlich nicht.
0:54:21.760,0:54:25.050
Herald: Alles klar. Eine weitere Frage aus[br]dem Internet.
0:54:25.050,0:54:29.580
Frage: Wie sieht es mit Zink-Sauerstoff-[br]Akkus aus? Hat das Zukunft?
0:54:29.580,0:54:37.720
Pischel: Auch eine Materialkombination die[br]ich so nicht kenne. Es gibt Zink-Luft-
0:54:37.720,0:54:43.170
Batterien, die werden gerne in Hörgeräten[br]eingesetzt, aber sind Einweg-Batterien. Ob
0:54:43.170,0:54:50.410
es die inzwischen auch wiederaufladbar[br]gibt, weiß ich nicht. Und wie gut und wie
0:54:50.410,0:54:53.360
lange das funktioniert. Das Problem ist[br]eben, wenn man Sauerstoff als Gas
0:54:53.360,0:54:59.280
beteiligt hat, dann muss man den da rein[br]und auch wieder rauskriegen. Und Gase zu
0:54:59.280,0:55:02.050
handhaben ist immer ein bisschen[br]schwieriger als irgendwas Flüssiges oder
0:55:02.050,0:55:05.110
Festes. Aber im Detail kann ich dazu[br]nichts sagen.
0:55:05.110,0:55:09.020
Herald: So, ich hoffe ihr ratet jetzt[br]nicht den Rest der Elementetabelle durch,
0:55:09.020,0:55:12.187
ob man daraus auch Batterien machen kann[br]in unterschiedlichen Kombinationen. Eine
0:55:12.187,0:55:16.145
Frage von Mikrofon Nummer Fünf, bitte![br]Frage: Vielen Dank erst mal! Ich hatte
0:55:16.145,0:55:20.580
sogar zwei kurze Fragen. Zum einen - Wie[br]kommt es, dass Wasserstoff sich bei
0:55:20.580,0:55:26.870
Expansion erwärmt? Und zum anderen würde[br]mich noch der Vergleich der Wirkungsgrade
0:55:26.870,0:55:32.260
zwischen Foto-Elektrolyse und dem Weg über[br]Photovoltaik und klassischer Elektrolyse
0:55:32.260,0:55:41.210
interessieren.[br]Pischel: Dass es sich erwärmt - ist so!
0:55:41.210,0:55:48.190
Naturkonstant, also nicht konstant, aber[br]eine Stoffeigenschaft. Wenn man sich dann
0:55:48.190,0:55:53.060
irgendwann tatsächlich in Richtung[br]Quantenmechanik damit beschäftigt von
0:55:53.060,0:55:58.650
wegen, was die Wellenfunktion oder wie[br]interagieren Wasserstoffatome tatsächlich
0:55:58.650,0:56:03.410
auf so enger Ebene miteinander, kann man[br]irgendwie modellieren, nachvollziehen,
0:56:03.410,0:56:08.650
warum das so ist. Es ist halt etwas, was[br]bei Wasserstoff speziell so ist und bei
0:56:08.650,0:56:13.450
den allermeisten anderen nicht. Bei den[br]allermeisten, aber die allermeisten Gase,
0:56:13.450,0:56:17.770
die man so behandelt, sind auch[br]zweiatomige oder größere. Campinggas, so
0:56:17.770,0:56:25.570
Propan, das sind 9, 12, 11, 11 Atome oder[br]etwas, das sind wesentlich größere Dinger.
0:56:25.570,0:56:30.450
Und das ist vom Vehralten her ganz anders[br]und viel weiter weg von diesem ganzen
0:56:30.450,0:56:35.811
Konstrukt.[br]Die andere Frage war über die
0:56:35.811,0:56:41.730
Wirkungsgrade, kann ich jetzt auch nur[br]ganz grob sagen. Solarzellen sind halt die
0:56:41.730,0:56:47.570
Rekorde. Die besten sind gerade so bei 25,[br]26 Prozent. Elektrolyse läuft mit so 70 -
0:56:47.570,0:56:55.660
80 Prozent Effizienz. Das heißt, netto ist[br]man dann bei 20 oder so.. Diese direkte
0:56:55.660,0:57:00.500
Umwandlung von Licht in Wasserstoff bewegt[br]sich im Moment tatsächlich bei Rekord-
0:57:00.500,0:57:03.180
Forschungsergebnissen im mittleren[br]Prozentbereich.
0:57:03.180,0:57:11.210
Ich glaube 5, 6, 7 prozent oder sowas ist[br]gerade wirklich Bleeding Edge. Und 1, 2
0:57:11.210,0:57:15.520
prozent kann man halbwegs reproduzierbar[br]hinkriegen, aber auch nicht mit vielen
0:57:15.520,0:57:18.270
Materialien.[br]Da ist noch ein großer Unterschied.
0:57:18.270,0:57:22.870
Herald: So, wir sind nun leider auch mit[br]der Zusatzspielzeit am Ende angekommen.
0:57:22.870,0:57:26.480
Ich sehe, das dann noch eine ganze Reihe[br]Fragen gewesen wären. Du hast
0:57:26.480,0:57:29.140
offensichtlich einen interessanten Talk[br]gehalten, über ein Thema, das viele
0:57:29.140,0:57:32.110
Menschen sehr bewegt. Ihr könnt ihnen ja[br]später noch erwischen, er hat ja seine
0:57:32.110,0:57:36.120
DECT-Nummer angegeben und ihr wisst wie er[br]heißt, oder ihr könnt in gleich an der
0:57:36.120,0:57:39.453
Bühne noch abschnappen. Schön, dass ihr[br]alle da wart, danke für die Fragen. Vielen
0:57:39.453,0:57:42.195
Dank an Sebastian Pischel! Großen Applaus[br]nochmal für den Talk, bitte!
0:57:42.195,0:57:44.210
Applaus
0:57:44.210,0:58:13.000
Untertitel erstellt von c3subtitles.de[br]im Jahr 20??. Mach mit und hilf uns!