1
00:00:00,000 --> 00:00:19,320
36C3 Vorspannmusik
2
00:00:19,320 --> 00:00:22,130
Herald: Herzlich willkommen zu unserem
nächsten Talk "Energiespeicher von heute
3
00:00:22,130 --> 00:00:28,030
für die Energie von morgen" mit Sebastian
Pischel. Ich mache es kurz. Erneuerbare
4
00:00:28,030 --> 00:00:33,088
Energien, sind der heiße Scheiß. Aber was
genau gibt es da zu erforschen? Was geht
5
00:00:33,088 --> 00:00:36,820
schon und was geht noch nicht? Das wird
uns jetzt Sebastian Pischel erzählen, der
6
00:00:36,820 --> 00:00:40,360
übrigens vor zehn Jahren auf seinem
allerersten Kongress war, schon immer
7
00:00:40,360 --> 00:00:43,840
gerne Sachen auseinandergenommen hat und
irgendwann nicht mehr aufhören wollte,
8
00:00:43,840 --> 00:00:47,680
noch tiefer rein zu gucken, was im
Innersten der Geräte ist, und deswegen
9
00:00:47,680 --> 00:00:51,050
besonders viel über Batterien herausfinden
wollte. Wir alle benutzen ständig
10
00:00:51,050 --> 00:00:54,970
Batterien. Aber Sebastian wollte
rausfinden, was Batterien im Innersten
11
00:00:54,970 --> 00:00:59,079
zusammenhält und was da heute noch
damit gemacht werden kann. Und deswegen
12
00:00:59,079 --> 00:01:01,765
wünsche ich euch jetzt ganz viel
Spaß mit Sebastian. Vielen Dank.
13
00:01:01,765 --> 00:01:03,070
Einen großen Applaus.
14
00:01:03,070 --> 00:01:10,847
Applaus
15
00:01:10,847 --> 00:01:15,060
Sebastian Pischel: Ja, herzlich
willkommen, es ist sehr voll. Hätte
16
00:01:15,060 --> 00:01:25,679
ich nicht erwartet. Okay. Ja,
Energiespeicher von heute. Mir ist durch
17
00:01:25,679 --> 00:01:30,810
meine Twitter Timeline gerollt immer
wieder Artikel und Meinungen über: Was ist
18
00:01:30,810 --> 00:01:35,229
jetzt besser: Das batteriebetriebene
Automobil, das Brennstoffzellen betriebene
19
00:01:35,229 --> 00:01:41,680
Automobil, eines von beidem? Und danach
habe ich mir das angesehen und dachte mir,
20
00:01:41,680 --> 00:01:48,569
da erzählen eine Menge Leute sehr
halbgares Zeug, und es werden einzelne
21
00:01:48,569 --> 00:01:51,990
Aspekte herausgegriffen, die eine
bestimmte Technologie besonders gut
22
00:01:51,990 --> 00:01:56,210
aussehen lassen, aber eigentlich beide gar
nicht so richtig miteinander vergleichbar
23
00:01:56,210 --> 00:02:03,009
sind. Als Bild schlage ich vor, wenn man
einen Pinguin in die Wüste setzt, dann
24
00:02:03,009 --> 00:02:07,750
sieht er da nicht sonderlich gut aus. Wenn
man ein Kamel damit vergleicht, ist das
25
00:02:07,750 --> 00:02:12,819
Kamel deutlich schneller. Wenn man jetzt
beide zusammen ins Meer packt, sieht der
26
00:02:12,819 --> 00:02:20,170
Pinguin plötzlich ziemlich viel besser
aus. Und da das alles ein bisschen genauer
27
00:02:20,170 --> 00:02:25,370
hinzugucken ist, dachte ich mir vielleicht
erzähle ich darüber ein bisschen was. Und
28
00:02:25,370 --> 00:02:30,099
zwar, weil ich eigentlich einen ganz guten
Überblick über die ganze Geschichte habe.
29
00:02:30,099 --> 00:02:34,849
Ich habe Chemie studiert, ganz klassisch
auf Diplom, habe angefangen mit
30
00:02:34,849 --> 00:02:39,170
organischer Chemie, Biochemie und habe
dann im Verlauf des Studiums festgestellt:
31
00:02:39,170 --> 00:02:45,739
Na ja, da ist die Laborpraxis nicht ganz
so mein Ding und bin dann erst auf
32
00:02:45,739 --> 00:02:50,019
Brennstoffzellen und Wasserstoff
Technologie aufmerksam geworden. Dann
33
00:02:50,019 --> 00:02:53,349
hatte ich einen studentische Hilfskraft-
Job am Fraunhofer-Institut für
34
00:02:53,349 --> 00:02:58,379
Zuverlässigkeit und Micro-Integration, wo
es tatsächlich darum ging, Lithium-Ionen-
35
00:02:58,379 --> 00:03:04,396
Batterien auf kleiner Skala zu bauen und
die potenziell sogar in eine Platine zu
36
00:03:04,396 --> 00:03:08,000
integrieren. Also quasi das, was man heute
für ein paar Euro aus China sich liefern
37
00:03:08,000 --> 00:03:13,129
kann, eine kleine Vertiefung rein gefräst,
Batterie eingebaut, Deckel drauf und man
38
00:03:13,129 --> 00:03:18,940
hat eine eingebaute Batterie, nicht mehr
so wie üblich rangelötet. Und meinen
39
00:03:18,940 --> 00:03:22,510
Abschluss habe ich gemacht am Helmholtz-
Zentrum Berlin.
40
00:03:22,510 --> 00:03:28,150
Da in der Mitte, mitten in der Stadt, ist
die Technische Universität und das
41
00:03:28,150 --> 00:03:32,400
Helmholtz-Zentrum hat zwei Standorte
einmal unten, rechts Adlershof und unten
42
00:03:32,400 --> 00:03:39,010
links in Wannsee. Da stehen jeweils zwei
Großgeräte. Einmal der BER
43
00:03:39,010 --> 00:03:42,499
Forschungsreaktor, beziehungsweise er
steht da noch, aber er wurde jetzt
44
00:03:42,499 --> 00:03:48,280
kürzlich abgeschaltet. Nach drei Jahren
Vorlauf und guter Vorbereitung ist jetzt
45
00:03:48,280 --> 00:03:52,219
vor kurzem der Abschluss gefeiert worden.
Der Reaktor wird jetzt in den nächsten
46
00:03:52,219 --> 00:03:55,900
Jahren langsam heruntergefahren. An dem
Standort habe ich meine Forschung
47
00:03:55,900 --> 00:04:00,239
betrieben, und an der anderen Stelle steht
das BESSY-II Synchrotron, wo dann eine
48
00:04:00,239 --> 00:04:04,939
Menge Material-Untersuchungen gemacht
werden und auch eine Menge zu
49
00:04:04,939 --> 00:04:10,709
Solarenergie, hauptsächlich die bekannte
Silizium-Solarzellen oder auch Perowskit-
50
00:04:10,709 --> 00:04:15,056
Solarzellen geforscht werden und die
Materialeigenschaften und Struktur
51
00:04:15,056 --> 00:04:23,920
untersucht wird. Zuerst, wenn es um einen
Energiespeicher geht, braucht man zwei
52
00:04:23,920 --> 00:04:32,389
Dinge: Material und Platz dafür.
Energiedichte bildet sozusagen ab: einmal
53
00:04:32,389 --> 00:04:38,130
auf der Hochachse die spezifische Energie
Wattstunden pro Kilogramm, ist also auf
54
00:04:38,130 --> 00:04:43,910
die Masse bezogen. Da ist dann klar, man
sieht eine Blei-Batterie. Die normalen
55
00:04:43,910 --> 00:04:49,390
Batterien sind relativ schwer. Unten sind
jetzt zum Beispiel Kondensatoren. Kennt
56
00:04:49,390 --> 00:04:57,949
man auch von kleiner Skala, was man so auf
Platinen lötet. Die sind leicht und auf
57
00:04:57,949 --> 00:05:04,372
der Achse quer ist die Leistung
pro Kilogramm aufgetragen.
58
00:05:04,372 --> 00:05:10,966
Das heißt, wie schnell kriege
ich die Energie da raus? Das heißt, Metal
59
00:05:10,966 --> 00:05:17,960
oxide capacitors, oder auch die
sogenannten Super Caps sind so ein
60
00:05:17,960 --> 00:05:23,470
Schlüsselwort, die auch teilweise in dem
Kontext Elektromobilität zum Tragen
61
00:05:23,470 --> 00:05:27,580
kommen. Die sind sehr schnell entladbar.
Allerdings sind das keine chemischen,
62
00:05:27,580 --> 00:05:32,669
sondern eigentlich mehr physikalische
Energiespeicher. Was mich jetzt besonders
63
00:05:32,669 --> 00:05:37,011
interessiert und was mein Fachgebiet eher
ist, sind Batterien und da oben
64
00:05:37,011 --> 00:05:41,300
tatsächlich chemische Energieträger, also
das, was wir kennen das Benzin oder auch
65
00:05:41,300 --> 00:05:49,200
Wasserstoff. Und dann schauen wir uns mal
ein Diagramm an, etwas aus der Nähe. Hier
66
00:05:49,200 --> 00:05:54,300
ist mir die Achsenbeschriftung flöten
gegangen, sehe ich gerade. Hier ist die
67
00:05:54,300 --> 00:05:58,210
Beschriftung ein bisschen anders. Hier
geht es jetzt um den Energieinhalt auf's
68
00:05:58,210 --> 00:06:03,979
Volumen bezogen und Energieinhalt auf's
Gewicht bezogen. Auf's Volumen ist die
69
00:06:03,979 --> 00:06:09,520
Achse quer, oder?
70
00:06:09,520 --> 00:06:12,180
Lachen
71
00:06:12,180 --> 00:06:17,110
Ja! Wichtig: habe ich im Studium gelernt
ganz toll hier zu zeigen. Man muss seine
72
00:06:17,110 --> 00:06:28,838
Achsen beschriften, sonst passiert so was.
Applaus
73
00:06:28,838 --> 00:06:33,860
Die Hochachse ist die volumetrische, aufs
Volumen bezogene Achse. Das sieht man
74
00:06:33,860 --> 00:06:38,650
daran unten, Methan und Wasserstoff sind
gasförmig. Das heißt, man kriegt in einem
75
00:06:38,650 --> 00:06:42,889
großen Volumen nur relativ wenig Energie
gespeichert. Das sieht dann anders aus,
76
00:06:42,889 --> 00:06:48,990
wenn man diese Linie mal nach oben geht,
sieht man da Erdgas 200 bar. Das ist, was
77
00:06:48,990 --> 00:06:55,120
wir als LPG Gas von der Tankstelle her
kennen, zum Beispiel. Oder dann eben
78
00:06:55,120 --> 00:06:59,525
entsprechend darüber: Wasserstoff flüssig,
Wasserstoff hoch komprimiert, kryogener
79
00:06:59,525 --> 00:07:06,264
Wasserstoff und dann ganz oben die
üblichen Treibstoffe Ethanol, Benzin,
80
00:07:06,264 --> 00:07:12,780
Diesel. Oben sind sogar ein paar Metalle
aufgeführt. Graphit ist auch quasi nur
81
00:07:12,780 --> 00:07:20,460
Kohlenstoff. Aluminium kann man auch
verbrennen, potenziell. Wer hat mal einen
82
00:07:20,460 --> 00:07:25,839
Feuerlöscher in der Hand gehabt, wo ABC
draufsteht? Mal Hand heben!
83
00:07:25,839 --> 00:07:31,611
Ja, so ziemlich jeder. Wer hat einen in
der Hand gehabt, wo Klasse D draufsteht?
84
00:07:31,611 --> 00:07:37,561
Ja, ungefähr so 10, 15 Hände. Die
Feuerlöscher der Klasse D sind spezifisch
85
00:07:37,561 --> 00:07:42,970
für Metallbrände, weil Metalle tatsächlich
so heiß und relativ schwer zu löschen
86
00:07:42,970 --> 00:07:46,400
sind, dass man dafür spezielles
Löschmaterial braucht. Das spiegelt sich
87
00:07:46,400 --> 00:07:51,501
hier auch wieder, dass die eben in der
Energiedichte ziemlich weit oben stehen.
88
00:07:51,501 --> 00:07:59,500
Wir sehen hier, ich zeig es vielleicht
mal. Geht das mit der Maus? Nee, wird
89
00:07:59,500 --> 00:08:06,990
leider nicht gezeigt. Schade. Unten links
in der Ecke sieht man dann Blei-Säure-
90
00:08:06,990 --> 00:08:12,520
Akku. Das ist die bekannte Autobatterie.
Ist ziemlich weit unten, weil sie ist für
91
00:08:12,520 --> 00:08:15,200
die Energie, die sie speichert, ziemlich
schwer.
92
00:08:15,200 --> 00:08:21,720
Darüber kommen dann die anderen Batterien:
NiMH ist was man heutzutage üblich in
93
00:08:21,720 --> 00:08:27,400
Fernbedienungen oder z.B. das Mystery-
Hack-Badge reinsteckt. Alkali-Mangan sind
94
00:08:27,400 --> 00:08:32,640
die bekannten, nicht aufladbaren
Einwegzellen. Und über den Lithium-Ionen
95
00:08:32,640 --> 00:08:37,200
Akku möchte ich ein bisschen mehr reden,
weil auch dieses Jahr, wie auch schon im
96
00:08:37,200 --> 00:08:41,090
Text angekündigt, der Nobelpreis dafür
vergeben wurde, für die Entwicklung dieser
97
00:08:41,090 --> 00:08:45,270
Technologie. Und auch hier nochmal die
Frage: Wer von euch hat ein Gerät, was mit
98
00:08:45,270 --> 00:08:51,322
einem Lithium-Ionen Akku betrieben wird?
Lachen
99
00:08:51,322 --> 00:09:01,210
Zwei Geräte? Drei? Fünf? Zwanzig? Langsam
werden die Hände weniger. Alle haben sie.
100
00:09:01,210 --> 00:09:10,437
Klar. Die Technik ist absolut verbreitet.
Was heißt Lithium-Ionen überhaupt? Lithium
101
00:09:10,437 --> 00:09:16,860
ist ein Alkalimetall, das dritte Element
überhaupt, also Ordnungszahl 3, da oben.
102
00:09:16,860 --> 00:09:24,340
Es hat drei Elektronen um den Kern herum,
und wenn man von dem Atom ein Elektron
103
00:09:24,340 --> 00:09:29,020
abzieht, spricht man von einem Ion. Das
heißt, dass ein positiv geladener
104
00:09:29,020 --> 00:09:36,870
Lithiumkern, und der transportiert im
Endeffekt die Ladung in dieser Art
105
00:09:36,870 --> 00:09:42,670
Batterie oder Akku.
Das sind die drei Herren, die diesen
106
00:09:42,670 --> 00:09:50,023
Nobelpreis bekommen haben dieses Jahr der
Herr John B. Goodenough.
107
00:09:50,023 --> 00:09:52,606
Lachen
108
00:09:52,606 --> 00:09:58,380
Es wird gerätselt, ob sich seine Eltern auch dabei
mit einem Augenzwinkern gedacht haben, als
109
00:09:58,380 --> 00:10:09,890
sie dieses B hinzugefügt haben. Der Herr
Stanley Whittingham und Akira Yoshino.
110
00:10:09,890 --> 00:10:14,160
Das Nobelpreiskomitee hat ganz schöne
öffentlich verfügbare Dokumentationen
111
00:10:14,160 --> 00:10:18,601
bereitgestellt, an deren Beispiel ich
jetzt mal grob erklären möchte, was da
112
00:10:18,601 --> 00:10:28,840
innen drin passiert. Das ist erst einmal
die erste Iterationen, wo noch an der
113
00:10:28,840 --> 00:10:34,690
Anode tatsächlich ein Block Lithium Metall
verwendet wird. Wer hatte Chemie in der
114
00:10:34,690 --> 00:10:46,570
Schule? Leistungskurs? Oh, da wird es
dünn. Eigentlich hatten alle, wer hat denn
115
00:10:46,570 --> 00:10:50,548
mal ein Stückchen Natrium in Wasser
geschmissen?
116
00:10:50,548 --> 00:10:59,290
Ah! Weit mehr als die Hälfte, das spritzt
und brennt und explodiert. Das Zeug ist
117
00:10:59,290 --> 00:11:04,970
halt, also sämtliche Alkalimetalle sind
hoch reaktiv mit Wasser. Das heißt, es ist
118
00:11:04,970 --> 00:11:08,130
schon ein gewisses Problem da, einen
ganzen Block in so eine Batterie
119
00:11:08,130 --> 00:11:12,430
einzubauen. Das ist auch der Grund,
weswegen man diese Batterien nicht öffnen
120
00:11:12,430 --> 00:11:17,500
sollte. Weil die Luftfeuchtigkeit schon
die reinkommt, reicht, um mit dem Metall,
121
00:11:17,500 --> 00:11:24,450
was da drinnen gespeichert ist, zu
reagieren. Und ja, dann wird es warm und
122
00:11:24,450 --> 00:11:36,440
bunt. So, zurück zu der Batterie selber.
Das heißt, wir haben an der Anode das
123
00:11:36,440 --> 00:11:42,460
Lithiummetall gibt sein Elektron ab oder
wird durch das elektrische Feld beim
124
00:11:42,460 --> 00:11:49,910
Aufladen dazu gezwungen, überredet. Wenn
die Batterie aufgeladen ist, fließt das
125
00:11:49,910 --> 00:11:53,960
Elektron durch den Verbraucher auf die
andere Seite zurück und wird in dieser
126
00:11:53,960 --> 00:12:01,080
Iteration in einem Material Titan-Disulfid
eingelagert. Titan ist auch ein Metall,
127
00:12:01,080 --> 00:12:05,820
relativ bekannt eigentlich. Weiße
Wandfarbe kennt auch jeder. Titandioxid ist
128
00:12:05,820 --> 00:12:11,320
ein total bekanntes und verbreitetes
Pigment. Hier ist es halt das Schwefel-
129
00:12:11,320 --> 00:12:17,960
Analogon, das Disulfid. An der Batterie,
die hat funktioniert. Man sieht hier zwei
130
00:12:17,960 --> 00:12:22,700
Volt Zellspannung ist schon mal deutlich
mehr als eine normale Batterie, die 1,5
131
00:12:22,700 --> 00:12:27,140
Volt. Das Problem dabei war: Das Ding
zersetzt sich einfach chemisch mit der
132
00:12:27,140 --> 00:12:37,090
Zeit. Nächste Iteration: Kobaltoxid. Das
war jetzt stabil und diese Batterie war
133
00:12:37,090 --> 00:12:40,690
halt nicht nach zwei, dreimal Aufladen und
Entladen dann einfach kaputt.
134
00:12:40,690 --> 00:12:45,570
Außerdem war die Zellspannung noch ein
bisschen größer. Auf der Anodenseite ist
135
00:12:45,570 --> 00:12:52,290
es erst einmal bei dem Lithiummetall
geblieben, bei dem Block, und am Schluss
136
00:12:52,290 --> 00:13:01,070
kam dann die Innovation. Okay, wenn ich
diesen Metallblock loswerden möchte, wie
137
00:13:01,070 --> 00:13:06,480
kann ich da, wie komme ich da außen rum?
Und da hat Yoshino rausgefunden: Hey, wir
138
00:13:06,480 --> 00:13:11,570
nehmen Grafit, also quasi das, woraus man
Bleistiftminen auch macht. Graphit hat so
139
00:13:11,570 --> 00:13:19,310
eine Wabenstruktur. So Karnickeldraht
sozusagen, und das sind Schichten, die
140
00:13:19,310 --> 00:13:24,180
parallel übereinander aufgeschichtet sind,
und dazwischen ist Platz, und dazwischen
141
00:13:24,180 --> 00:13:30,510
passt Lithium als Ion gut dazwischen.
Tatsächlich, da Ordnungszahl drei, ist es
142
00:13:30,510 --> 00:13:34,670
wirklich fast das kleinste Atom, was man
sich denken kann. Dementsprechend braucht
143
00:13:34,670 --> 00:13:46,180
es auch nicht viel Platz. Und das kann man
eben in Graphit oder Petrol-Koks quasi -
144
00:13:46,180 --> 00:13:51,190
also nicht das zum Schnüffeln, sondern das
zum Verbrennen - kann man das einlagern
145
00:13:51,190 --> 00:13:56,100
und hat plötzlich nicht mehr diesen hoch
reaktiven Metallblock oder Metallschicht,
146
00:13:56,100 --> 00:14:01,320
sondern hat etwas besser Handhabbares. Und
das in Kombination hat sich dann dazu
147
00:14:01,320 --> 00:14:09,560
entwickelt, was wir heutzutage in allen
unseren Geräten drinne haben. Was nicht so
148
00:14:09,560 --> 00:14:12,490
mein Fachgebiet ist, aber was natürlich
auch diskutiert werden muss, ist, woher
149
00:14:12,490 --> 00:14:19,050
kriegt man diese Materialien eigentlich?
Kobaltoxid insbesondere ist viel im
150
00:14:19,050 --> 00:14:24,810
Gespräch, weil die Hauptquelle aus den so
genannten Coltanvorkommen hauptsächlich in
151
00:14:24,810 --> 00:14:32,060
Zentralafrika kommen. Coltan ist eine
Zusammensetzung aus Columbit und Tantalit.
152
00:14:32,060 --> 00:14:36,870
Das sind zwei Minerale, die eng
verheiratet miteinander in den
153
00:14:36,870 --> 00:14:42,340
Lagerstätten abgebaut werden und die
hauptsächlich in Zentralafrika vorkommen.
154
00:14:42,340 --> 00:14:52,600
Columbit ist eine Quelle für das Element
Niob und Tantalit, wie der Name schon sagt
155
00:14:52,600 --> 00:14:57,730
Tantal. Und die bringen aber in
Vergesellschaftung auch immer Kobalt mit
156
00:14:57,730 --> 00:15:02,746
zusammen. Irgendetwas hat sich die Natur
dabei gedacht. Auf jeden Fall sind die
157
00:15:02,746 --> 00:15:08,495
irgendwie immer an der gleichen Stelle
rauszuholen. Und an nicht vielen Stellen sonst.
158
00:15:08,495 --> 00:15:12,360
Dann ist die Diskussion, wo kriegen
wir das Ganze Lithium her? Das kommt dann
159
00:15:12,360 --> 00:15:21,289
zu großen Teilen aus Südamerika und aus
China. Ähnliches Problem der Grafitanode.
160
00:15:21,289 --> 00:15:24,990
Um besonders hochwertige Zellen zu
bekommen, braucht man eine bestimmte
161
00:15:24,990 --> 00:15:33,240
Qualität von Graphit. Haupthersteller:
China. Das heißt, da ist dann die Frage,
162
00:15:33,240 --> 00:15:36,780
möchte man mit den Chinesen denn jetzt
unbedingt einen Wirtschaftskrieg anfangen?
163
00:15:36,780 --> 00:15:42,010
wenn die sagen können, dann kriegt ihr
halt keine Batteriematerialien mehr und
164
00:15:42,010 --> 00:15:48,899
dann habt ihr halt auch keine Batterien
mehr, weil, die halten ja auch nicht ewig.
165
00:15:48,899 --> 00:15:57,690
Mehr dazu kann man sich bei Methodisch
Inkorrekt nachhören. Ich höre ziemlich
166
00:15:57,690 --> 00:16:04,130
viel Podcasts. Das kann man sich
vielleicht vorstellen, und möglicherweise
167
00:16:04,130 --> 00:16:08,790
hat der ein oder andere den Hintergrund zu
dem.
168
00:16:08,790 --> 00:16:11,740
Ich kann hochgradig empfehlen, wenn man
auch mal ein bisschen sich für
169
00:16:11,740 --> 00:16:15,390
Wissenschaft interessiert: hört da mal
rein. Hochgradig interessant, macht viel
170
00:16:15,390 --> 00:16:18,221
Spaß zu hören, auch einfach nur vom
Unterhaltungswert her, und man kann eine
171
00:16:18,221 --> 00:16:25,540
Menge lernen. Was auch noch zu einer
Batterie dazugehört, ist der Elektrolyt,
172
00:16:25,540 --> 00:16:30,030
also die Flüssigkeit zwischen den beiden
Elektroden. Denn man muss diese Lithium-
173
00:16:30,030 --> 00:16:37,440
Ionen auch noch irgendwo drinnen aufheben.
Man kann das Metall nicht einfach von
174
00:16:37,440 --> 00:16:41,280
einer Elektrode zur Nächsten wandern
lassen. Das muss irgendwie geschehen.
175
00:16:41,280 --> 00:16:46,780
Dafür gibt es diesen Elektrolyten. Und
diese speziellen - Carbonate heißen Sie
176
00:16:46,780 --> 00:16:51,000
mit Trivialnamen - Kohlensäureester haben
die Eigenschaft, dass Sie sehr polar sind
177
00:16:51,000 --> 00:16:59,526
und aprotisch heißt, sie sind nicht
chemisch gesehen sauer. Weil es gibt
178
00:16:59,526 --> 00:17:05,986
Lösungsmittel, die Ihre Wasserstoffatome -
hier sind ein Paar eingezeichnet, gibt
179
00:17:05,986 --> 00:17:13,700
noch ein paar mehr - die ihre H- Atome abgeben
und dann so ähnlich wirken wie Wasser. Wir
180
00:17:13,700 --> 00:17:19,220
hatten vorhin schon gesagt: Alkalimetalle
in Wasser - Schlechte Idee! Alkalimetall
181
00:17:19,220 --> 00:17:22,750
in einem protischen Lösungsmittel - auch
nicht so gut. Das heißt, es gibt eine
182
00:17:22,750 --> 00:17:26,959
bestimmte Anforderung an das
Lösungsmittel und diese Klasse von
183
00:17:26,959 --> 00:17:35,529
Lösungsmitteln erfüllt die ganz gut und
lässt sich gut herstellen. Ist leider auch
184
00:17:35,529 --> 00:17:41,000
hygroskopisch, ist wasseranziehend, das
heißt: muss gut abgekapselt werden. Das
185
00:17:41,000 --> 00:17:44,669
ist auch der Grund, weswegen auf Batterien
immer darauf steht "Nicht öffnen, nicht
186
00:17:44,669 --> 00:17:49,539
auseinander nehmen", weil die werden
einfach feucht. Und im besten Fall
187
00:17:49,539 --> 00:17:55,320
verlieren die Batterien bloß ihre
Kapazität, weil das Material, was die
188
00:17:55,320 --> 00:18:01,059
Energie transportiert, kaputtgeht,
wegreagiert. Im schlimmsten Fall wird es
189
00:18:01,059 --> 00:18:10,399
dann warm, und man kriegt buntes Feuer.
Zum Beispiel auch so: Wer von euch hat so
190
00:18:10,399 --> 00:18:15,549
eine Batterie mal auseinandergenommen,
zumindestens was da noch an kleinen
191
00:18:15,549 --> 00:18:22,770
Platinchen außen dranhängt?
Gar nicht so viele, so 20 vielleicht. Ich
192
00:18:22,770 --> 00:18:26,370
habe schon eine Menge Laptop-Akkus, Handy-
Akkus, alles Mögliche auseinander gebaut.
193
00:18:26,370 --> 00:18:32,340
Da hängt immer so eine kleine Platine
davor, eine Schutzelektronik, die dafür
194
00:18:32,340 --> 00:18:36,574
sorgt, dass die Batterie nicht zu tief
entladen wird und nicht zu sehr überladen
195
00:18:36,574 --> 00:18:43,330
wird. Wenn man nämlich zu viel Energie
reingesteckt in diese Batterien, dann
196
00:18:43,330 --> 00:18:53,490
bilden sich solche Metallstifte, Säulen,
Wiskers, sind Schnurrhaare quasi. Das sind
197
00:18:53,490 --> 00:18:58,509
eben dünne, lange Strukturen aus Metall,
die dann bei zu hohen Spannungen wachsen.
198
00:18:58,509 --> 00:19:03,100
Das in der Mitte ist der Separator, der
die beiden Teile der Batterie voneinander
199
00:19:03,100 --> 00:19:08,779
trennt. Die pieken einfach durch und
machen einen Kurzschluss. Und dann hat man
200
00:19:08,779 --> 00:19:16,450
ein Problem, wie z.B. das hier. Hat einer
von euch so ein Gerät gehabt und damit
201
00:19:16,450 --> 00:19:28,391
Ärger gehabt? Das ist ein Samsung Galaxy
Note 7. Ich sehe eine Hand. Vielleicht
202
00:19:28,391 --> 00:19:33,960
ist noch eine zweite dabei. Ich glaube,
das war vor anderthalb, zwei Jahren, da
203
00:19:33,960 --> 00:19:38,879
gab es große Presse, dass diese Geräte
angefangen haben, aus heiterem Himmel
204
00:19:38,879 --> 00:19:45,710
Feuer zu fangen, teilweise in der Tasche
des Eigentümers. Eher blöd. Was sich
205
00:19:45,710 --> 00:19:52,350
hierbei herausgestellt hat, ist, da oben
sieht man ein Röntgen-Querschnitt. Diese
206
00:19:52,350 --> 00:19:56,539
dünnen Linien sind die
Elektrodenschichten, und dieses etwas
207
00:19:56,539 --> 00:20:00,850
dickere ist der Separator, und es hat sich
herausgestellt: Bei der Dimensionierung
208
00:20:00,850 --> 00:20:05,100
und Herstellung dieser Batterien wurde
dieser Separator ein kleines bisschen zu
209
00:20:05,100 --> 00:20:11,789
klein gewählt, und dann ist durch ein paar
Stöße irgendwie an der Ecke passiert, dass
210
00:20:11,789 --> 00:20:15,669
sich so eine Elektrodenfolie so ein
bisschen verbogen hat. Dann haben die
211
00:20:15,669 --> 00:20:20,628
Kontakt gekriegt. Dann hat sich damit die
Batterie intern kurzgeschlossen, entladen,
212
00:20:20,628 --> 00:20:26,040
ist wärmer geworden, hat sich aufgebläht,
hat Feuer gefangen, und das Ergebnis sieht
213
00:20:26,040 --> 00:20:32,990
man dann daneben: nicht so gut. Das ist
halt eben auch etwas, was man bei
214
00:20:32,990 --> 00:20:37,073
sämtlichen Energiespeichern nicht loswird.
Man muss irgendwie sicher bekommen, und
215
00:20:37,073 --> 00:20:41,829
man muss sie handhaben können. Nicht nur
der Platzbedarf und das Gewicht spielt 'ne
216
00:20:41,829 --> 00:20:44,971
Rolle.
Deswegen sind Lithium-Ionen-Batterien ja
217
00:20:44,971 --> 00:20:50,049
auch so verbreitet, weil sie einfach
deutlich leichter sind als die Nickel-
218
00:20:50,049 --> 00:20:54,439
Cadmium/Nickel-Metalhydrit-Batterien zum
Beispiel und leistungsfähiger.
219
00:20:57,089 --> 00:21:00,700
Was aktuell noch geforscht wird, sind zum
220
00:21:00,700 --> 00:21:05,100
Beispiel neue Elektroden-Materialien, um
eben dieses Problem mit dem Kobalt
221
00:21:05,100 --> 00:21:12,820
loszuwerden. Kobalt-Oxid funktioniert sehr
gut. Es gibt Bestrebungen, das hat man,
222
00:21:12,820 --> 00:21:17,149
glaube ich, auch durch Pressemitteilungen
von Tesla oder sowas und anderen Firmen,
223
00:21:17,149 --> 00:21:22,559
die grad an Entwicklungen forschen, gehört
das Nickel ersetzt wird. Kobalt und Nickel
224
00:21:22,559 --> 00:21:26,909
sind sich einigermaßen ähnlich, stehen
nebeneinander im Periodensystem und man
225
00:21:26,909 --> 00:21:33,491
kann Nickel ersetzen und den Kobalt-Anteil
reduzieren. Nickel hat auch Probleme, weiß
226
00:21:33,491 --> 00:21:36,570
vielleicht der eine oder andere, der
dagegen allergisch ist. Nickel verursacht
227
00:21:36,570 --> 00:21:42,649
Kontakt-Allergien; also auch nicht so
problemlos. Man muss eben gucken, welches
228
00:21:42,649 --> 00:21:47,759
Problem kann man handhaben und welches
muss man, welches muss man einfach
229
00:21:47,759 --> 00:21:53,520
eingehen? Ganz interessant, man kann
dieses Kobalt-Oxid durch Silizium
230
00:21:53,520 --> 00:22:02,299
ersetzen. Man kann tatsächlich wie auch
Mikrochips aus dünnen Silizium-Wafern
231
00:22:02,299 --> 00:22:04,919
gefertigt werden; Man kann dieses Material
nehmen, auf 'ne bestimmte Art und Weise
232
00:22:04,919 --> 00:22:12,200
aufbereiten und als Elektrode für so'ne
Batterie benutzen. Und tatsächlich ist es
233
00:22:12,200 --> 00:22:16,179
auch eine Gitterstruktur, wo auch diese
Lithium-Ionen gut reinpassen in die
234
00:22:16,179 --> 00:22:22,779
Zwischenräume. Tatsächlich ist die
Kapazität noch einige Male größer als mit
235
00:22:22,779 --> 00:22:27,030
dem Kobalt-Oxid. Das Problem ist, dass
funktioniert zwei, dreimal... weil
236
00:22:27,030 --> 00:22:34,706
dadurch, dass das Silizium das Lithium als
Fremdmetall aufnimmt, quillt das Ganze auf
237
00:22:34,706 --> 00:22:39,509
- wird größer - also wirklich physikalisch
größer, wird... beim Entladen schrumpft es
238
00:22:39,509 --> 00:22:45,789
wieder, und dann bilden sich Risse, und
nach wenigen Lade/Entladezyklen hat man
239
00:22:45,789 --> 00:22:51,520
dann keine schöne, glatte Elektrode mehr,
sondern dann hat man Krümel. Und dann ist
240
00:22:51,520 --> 00:22:55,710
die Batterie kaputt. Das ist einer der...
eins der Felder, an denen aktuell
241
00:22:55,710 --> 00:22:59,720
geforscht wird. Wie kriegt man, also
kriegt man Silizium tatsächlich in den
242
00:22:59,720 --> 00:23:04,330
Griff, dass man' als Elektroden-Material
benutzen kann? Und auch da wird geforscht,
243
00:23:04,330 --> 00:23:08,730
um zum Beispiel das Problem loszuwerden,
dass man überhaupt darüber diskutieren
244
00:23:08,730 --> 00:23:12,070
muss:
>>Ja, Kobalt, Afrika, politische
245
00:23:12,070 --> 00:23:18,410
Probleme<<, wir haben nicht genug Material
für das alles. Elektrolyte, das gleiche...
246
00:23:18,410 --> 00:23:26,370
Metallionen, is 'ne ganz witzige Anekdote.
Der Herr Goodenough hat in den 80ern,
247
00:23:26,370 --> 00:23:31,940
als die Grundlagenforschung für seine
Entwicklung stattgefunden hat, auch schon
248
00:23:31,940 --> 00:23:38,970
über Natrium als Energie... also als
Metall, was dann diesen Hin-und... diesen
249
00:23:38,970 --> 00:23:44,521
Transfer, dieses Hin-und-her-Pendeln
zwischen den Elektroden übernimmt... Davon
250
00:23:44,521 --> 00:23:49,039
ist heute nicht wirklich was bekannt,
jedenfalls nicht in der öffentlichen
251
00:23:49,039 --> 00:23:52,620
Presse. Geforscht wird daran trotzdem.
Also es gibt zum Beispiel Natrium-Sulfid-
252
00:23:52,620 --> 00:23:57,429
Batterien, die funktionieren sehr gut.
Allerdings brauchen die Temperaturen um
253
00:23:57,429 --> 00:24:00,570
200 Grad, bis sie vernünftig
funktionieren. Bei Raumtemperatur gehen
254
00:24:00,570 --> 00:24:05,990
die nicht. Das ist praktisch für so etwas
wie Blockheizkraftwerke oder Lkws oder
255
00:24:05,990 --> 00:24:10,427
irgendwie große, große Dinge, die heiß
werden und heiß bleiben können. Aber für
256
00:24:10,427 --> 00:24:15,068
den Alltagsgebrauch, selbst für ein
Auto... Kann man nicht anwenden. Aber
257
00:24:15,068 --> 00:24:19,088
möglicherweise findet man damit 'was, was
man so ähnlich wie so 'ne Lithium-Ionen-
258
00:24:19,088 --> 00:24:24,679
Batterie bauen kann. Und Natrium haben wir
wirklich reichlich. Man geht an
259
00:24:24,679 --> 00:24:29,470
irgendeinen Ozean, hat Natriumchlorid,
Salz, in rauen Mengen kann das problemlos
260
00:24:29,470 --> 00:24:33,249
daraus schöpfen, hat Natriumionen ohne
Ende. Dann haben wir zum Beispiel auch das
261
00:24:33,249 --> 00:24:38,129
Problem mit dem Lithium aus Südamerika und
politisch fragwürdige Quellen nicht mehr,
262
00:24:38,129 --> 00:24:45,110
oder Abhängigkeit von China.
Dann noch ein bisschen zu Wasserstoff, da
263
00:24:45,110 --> 00:24:51,749
steck' ich nicht so sehr drin, deswegen
etwas grober. Das ist ein Zustandsdiagramm
264
00:24:51,749 --> 00:24:55,956
von Wasserstoff. Wasserstoff ist
speziell...
265
00:24:57,736 --> 00:25:03,019
Wer kennt aus Camping zum Beispiel diese
Gasbrenner, die man mit so Kartuschen,
266
00:25:03,019 --> 00:25:10,500
oder diesen großen Propangas-Flaschen
betreibt? Ja, 80, 90 Prozent bestimmt. Wer
267
00:25:10,500 --> 00:25:14,590
hat schon mal aus Versehen das Ventil
aufgemacht und den Schlauch abgeschraubt?
268
00:25:16,520 --> 00:25:21,649
Ja, 'n paar. Oder anderes Beispiel: Wer
hat schon mal ein Feuerzeug nachgefüllt?
269
00:25:21,649 --> 00:25:26,330
Ah, fast alle. Wenn man das nicht richtig
macht, dann zischt es und es wird ziemlich
270
00:25:26,330 --> 00:25:32,439
kalt. Das heißt in der Chemie Joule-
Thompson-Effekt. Also dass, wenn man
271
00:25:32,439 --> 00:25:36,140
ein verflüssigtes komprimiertes Gas
plötzlich entspannt wird, das heißt,
272
00:25:36,140 --> 00:25:39,800
es steht in dem Behälter unter Druck,
man macht das Ventil auf,
273
00:25:39,800 --> 00:25:42,600
es entweicht an die Atmosphäre,
der Druck ist plötzlich nur noch
274
00:25:42,600 --> 00:25:47,460
Atmosphärendruck, und dann wird es kalt.
Das ist bei den meisten Gasen so. Bei
275
00:25:47,460 --> 00:25:52,989
Wasserstoff nicht, der wird heiß. Und das
ist blöd, wenn man jetzt ein Leck in einem
276
00:25:52,989 --> 00:26:01,169
Wasserstofftank hat. Das sind zum Beispiel
Vorsichtsmaßnahmen, da müssen sich... also
277
00:26:01,169 --> 00:26:05,559
in der Raumfahrt, wo Raketen mit
Wasserstoff betrieben werden, das ist zum
278
00:26:05,559 --> 00:26:09,869
Beispiel etwas, worauf man sehr gut
aufpassen muss. Dann sind hier in diesem
279
00:26:09,869 --> 00:26:15,070
Diagramm noch drei Bereiche ausgezeichnet:
Nummer 1 ganz links da, auf dieser
280
00:26:15,070 --> 00:26:25,809
orangefarbenen Linie ist Liquid-Storage,
Flüssig-Wasserstoff. Und da sieht man vor
281
00:26:25,809 --> 00:26:31,669
allen Dingen, wenn man die Temperatur-
Achse sich oben anguckt: Wir sind bei -260
282
00:26:31,669 --> 00:26:36,303
Grad, da ist nicht mehr viel Platz bis zum
absoluten Nullpunkt. Heißt auch kryogener
283
00:26:36,303 --> 00:26:41,860
Wasserstoff. Weil der Wasserstoff nicht
flüssig zu kriegen ist oberhalb der
284
00:26:41,860 --> 00:26:47,700
Temperatur, die von dieser orangenen Linie
eingefaßt wird. Wenn man, wenn man den
285
00:26:47,700 --> 00:26:51,510
Wasserstoff wärmer macht, steht ja immer
noch unter Druck und ist immer noch hoch
286
00:26:51,510 --> 00:26:58,440
komprimiert und relativ dicht. Aber da ist
ja nicht mehr unbedingt flüssig. Und wenn
287
00:26:58,440 --> 00:27:02,009
man das Ganze dann zu höheren Temperaturen
geht und dann im Bereich 2 auf der rechten
288
00:27:02,009 --> 00:27:06,240
Seite kommt, dann sieht man, diese Linien
zeigen an, was unter welchem Druck bei
289
00:27:06,240 --> 00:27:11,220
welcher Temperatur steht, und hat dann 500
bar.
290
00:27:11,220 --> 00:27:16,429
Normalerweise sind so eine
Druckgasflasche, wo man Schweiss- Gas oder sowas her
291
00:27:16,429 --> 00:27:22,799
kriegt. Üblicherweise im Handel sind
meistens 200, maximal 300 bar. Dadurch,
292
00:27:22,799 --> 00:27:26,539
dass dieses Diagramm bis 1000 hochgeht,
das zeigt schon, Wasserstoff braucht ein
293
00:27:26,539 --> 00:27:32,220
bisschen Überzeugungsarbeit, um sich
verdichten zu lassen. Und dann oben noch
294
00:27:32,220 --> 00:27:41,350
der Bereich 3. Ist der trans- kritische Bereich.
Der kritische Punkt heißt der Bereich,
295
00:27:41,350 --> 00:27:49,820
über dem der Zustand zwischen flüssig und
gasförmig zu einem, zu einem nicht mehr
296
00:27:49,820 --> 00:27:56,717
auseinander haltbaren Gemisch wird. Das
heißt, es ist nicht wirklich flüssiger
297
00:27:56,717 --> 00:28:00,850
Wasserstoff, ist nicht wirklich gasförmig,
irgendwas dazwischen. Aber auch dafür
298
00:28:00,850 --> 00:28:06,830
braucht man sehr tiefe Temperaturen. Und
das ist z.B. eines der Argumente, was
299
00:28:06,830 --> 00:28:13,019
gegen Wasserstoff-Betankung spricht. Da
das Material soweit runter zu kühlen und
300
00:28:13,019 --> 00:28:15,399
zu verflüssigen
braucht eine Menge Energie, ihn kühl zu
301
00:28:15,399 --> 00:28:20,429
halten braucht Infrastruktur und
Isolierbehälter. Wenn sowas angepiekst
302
00:28:20,429 --> 00:28:24,139
wird und entweicht, ist... kann ein
Problem werden, weil zum Beispiel durch
303
00:28:24,139 --> 00:28:29,779
den Thompson-Effekt, der beim Wasserstoff
für Erhitzung sorgt: Gefahrenpotenzial.
304
00:28:29,779 --> 00:28:36,049
Und das heißt auch, wenn man sich
überlegt: Wo kann Wasserstoff gut
305
00:28:36,049 --> 00:28:42,610
funktionieren? Meiner Ansicht nach vor
allen Dingen in Anwendungen, wo man viel
306
00:28:42,610 --> 00:28:49,350
auf einmal braucht, an bekannten Orten, wo
man Zeit hat zum Betanken. Also das
307
00:28:49,350 --> 00:28:53,249
Argument: Ja, ich brauch an der Tankstelle
fünf Minuten, um meinen Diesel voll zu
308
00:28:53,249 --> 00:28:57,429
tanken. Aber mit Wasserstoff, das dauert
zehn, zwanzig Minuten, und danach muss ich
309
00:28:57,429 --> 00:29:03,980
dann erst mal die Tankstelle wieder
erholen und runter kühlen. Das kann man
310
00:29:03,980 --> 00:29:10,070
machen, aber für den Personenverkehr
eigentlich total sinnlos. Also ich würde
311
00:29:10,070 --> 00:29:13,789
sagen, es ist klar, dass das auf großer
Skala nicht zu machen ist. Aus
312
00:29:13,789 --> 00:29:17,549
Gefahrenaspekten, aus Handling, wie auch
immer. Aber man kann sich denken, dass man
313
00:29:17,549 --> 00:29:23,539
Busse, Schiffe, vielleicht sogar Flugzeuge
mit Wasserstoff betanken kann, weil die
314
00:29:23,539 --> 00:29:28,539
fliegen oder bewegen sich von wenigen
bekannten Punkten. Und man muss eben nicht
315
00:29:28,539 --> 00:29:32,929
überall Tankstellen verstreuen, sondern
man hat bestimmte Positionen, wo man denn
316
00:29:32,929 --> 00:29:36,850
den Treibstoff vorhalten kann und da auch
dann entsprechend sicher handhaben kann.
317
00:29:36,850 --> 00:29:45,419
Und Individualverkehr damit auszustatten
kann man machen, wird auch gemacht. Ob das
318
00:29:45,419 --> 00:29:50,379
auf großer Skala eine gute Idee ist, weiß
ich nicht. Aber deswegen zu sagen
319
00:29:50,379 --> 00:29:55,550
Wasserstoff ist sinnlos, ist zu teuer,
braucht zu viel Energie, ist nicht
320
00:29:55,550 --> 00:30:02,039
handhabbar, ist gefährlich finde ich auch
keine richtige Aussage. Man muss eben
321
00:30:02,039 --> 00:30:06,323
hingucken: Was sind die Randbedingungen?
Was kann man vernünftig handhaben und dann
322
00:30:06,323 --> 00:30:11,289
sagen: Okay, ich wähle den Speicher, den
Speicher, einen anderen Speicher.
323
00:30:12,669 --> 00:30:17,289
Bei Batterien anders rum. Da muss man eben
immer das Material mit sich herumtragen.
324
00:30:17,289 --> 00:30:23,739
Man hat die Batterie, die Elektronen,
Cobaltoxid, das Graphit, das ist immer da.
325
00:30:23,739 --> 00:30:26,669
Das muss man immer mit sich herumtragen.
Und die Lithium-Ionen
326
00:30:26,669 --> 00:30:30,419
gehen von
einer Seite auf die andere, geben dadurch
327
00:30:30,419 --> 00:30:35,710
Energie ab oder nehmen welche auf. Aber
die Masse bleibt immer konstant, egal wie
328
00:30:35,710 --> 00:30:42,870
voll der Akku ist. In der Schule gabs bei
uns so ein bisschen den Witz. Von wegen.
329
00:30:42,870 --> 00:30:47,379
Ist jetzt eigentlich ein leerer Akku
leichter als ein voller Akku? Naja, das
330
00:30:47,379 --> 00:30:57,210
sind ja weniger Elektronen drin. Und wenn
man jetzt über Flugzeuge nachdenkt, möchte
331
00:30:57,210 --> 00:31:01,650
man vielleicht nicht ein Flugzeug bauen,
was man quasi was eine riesige fliegende
332
00:31:01,650 --> 00:31:07,820
Batterie ist, weil man das Gewicht immer
mit sich herumtragen muss. Dann natürlich
333
00:31:07,820 --> 00:31:18,889
noch: Was macht die Natur eigentlich? Die
linke Seite ist so ein grobes Schema von
334
00:31:18,889 --> 00:31:26,309
was in jeder Pflanze passiert. Sonne strahlt auf
grüne Teile. Da läuft dann die Lichtreaktion der
335
00:31:26,309 --> 00:31:32,921
Photosynthese ab, CO2 und Wasser werden
fixiert, und Sauerstoff kommt raus. Und
336
00:31:32,921 --> 00:31:41,580
unten hat man als Speicher sogar größere
organische Moleküle. Etwas genauer
337
00:31:41,580 --> 00:31:47,700
angeguckt, sieht das dann so aus.
Vielleicht kennt man das noch aus dem Bio
338
00:31:47,700 --> 00:31:55,386
Unterricht, das zweistufige Foto System
und die Absorption der beiden Teile. Daran
339
00:31:55,386 --> 00:32:01,330
kann man zum Beispiel auch sehr gut sofort
sehen: Warum sind Blätter grün? Naja. Im
340
00:32:01,330 --> 00:32:05,480
blauen Bereich wird absorbiert. Je höher
der Peak ist, umso mehr Licht wird
341
00:32:05,480 --> 00:32:11,240
eingefangen, das landet dann in diesen
roten, hellroten Bereichen, trifft auf die
342
00:32:11,240 --> 00:32:17,549
Fotossystem-Zentren regt dann, angedeutet
durch den blauen Pfeil, regt dann dieses
343
00:32:17,549 --> 00:32:22,840
Molekül an und über diese lange Kaskade
von verschiedenen komplizierten
344
00:32:22,840 --> 00:32:26,971
Biomolekülen wird das dann durchgereicht,
und irgendwie macht daraus die Zelle dann
345
00:32:26,971 --> 00:32:33,549
ihre Energie. So etwas kann man sehr
schwer tatsächlich nachbauen. Wird auch
346
00:32:33,549 --> 00:32:37,519
gemacht. Es werden teilweise werden
einzelne von diesen, von diesen Kreisen ja
347
00:32:37,519 --> 00:32:41,570
angedeutet. Vielleicht wird versucht, sie
zu isolieren und sich anzugucken. Wie
348
00:32:41,570 --> 00:32:47,170
funktioniert das? Was für, was für Enzyme,
was für Proteine sind da drin? Manchmal
349
00:32:47,170 --> 00:32:51,473
sind auch einzelne Metal-Zentren da drin.
Wie funktioniert das? Und können wir
350
00:32:51,473 --> 00:32:56,720
darüber was lernen und das vielleicht in
für uns leichter umsetzbaren System
351
00:32:56,720 --> 00:33:01,830
nachbauen? Gut, Peak wird
höher, heißt, absorbiert
352
00:33:01,830 --> 00:33:07,919
mehr Energie, und in der Mitte ist dieses
Tal grün. Das heißt, das grüne Licht wird
353
00:33:07,919 --> 00:33:17,202
einfach nicht absorbiert. Deswegen sieht
ein Blatt grün aus. Und noch eine andere
354
00:33:17,202 --> 00:33:23,929
Vision ist zu sagen: Okay, können wir das als
Modell nehmen und das so ähnlich machen.
355
00:33:23,929 --> 00:33:31,649
Wir haben ein künstliches Blatt. Ist der
Oberbegriff für diese, für diese ganze
356
00:33:31,649 --> 00:33:37,879
ganze Forschungsrichtung zu sagen: Okay,
man nimmt sein Material, taucht es in
357
00:33:37,879 --> 00:33:44,200
Wasser ein, man strahlt Sonnenlicht drauf
und kann dadurch so ähnlich, wie die
358
00:33:44,200 --> 00:33:49,260
Pflanze mit ihren Blättern auch macht, das
Wasser aufspalten in Wasserstoff und
359
00:33:49,260 --> 00:33:53,749
Sauerstoff, diesen Wasserstoff dann
einfangen, entweder verflüssigen oder eben
360
00:33:53,749 --> 00:33:57,890
in der chemischen Industrie über
verschiedene Reaktionen zu größeren
361
00:33:57,890 --> 00:34:04,340
Energieträgern weiter, weiter entwickeln.
Und potenziell kann man daraus auch dann
362
00:34:04,340 --> 00:34:09,379
am Schluss wieder im Prinzip, was wir als
Benzin oder als fossile Energieträger
363
00:34:09,379 --> 00:34:15,640
kennen, aber eben ursprünglich nur aus
Sonnenlicht gemacht. Wir haben dann nicht
364
00:34:15,640 --> 00:34:20,090
mehr diesen Fall, dass wir dann aus
Jahrmillionen alten Ablagerungen aus der
365
00:34:20,090 --> 00:34:25,566
Erde Material ausgraben müssen, sondern
wir können das selber machen. Das wäre
366
00:34:25,566 --> 00:34:31,690
sozusagen vom Modell her das, was unter
klimaneutralen oder CO2 neutralen
367
00:34:31,690 --> 00:34:37,580
Kraftstoffen gemeint ist. Man hat zwar
immer noch einen organischen Kraftstoff,
368
00:34:37,580 --> 00:34:40,590
den man dann verbrennt. Methanol kann man
auch, mit Methanol kann man auch
369
00:34:40,590 --> 00:34:46,660
Brennstoffzellen betreiben. Diesel, Benzin
würde man dann eben in herkömmlichen
370
00:34:46,660 --> 00:34:52,430
Verbrennungs-Kraftmaschinen verwenden.
Aber da man das CO2, was in diesem
371
00:34:52,430 --> 00:34:57,740
Brennstoff drin ist, vorher aus der Luft
gegriffen hat und nach diesem Schema in
372
00:34:57,740 --> 00:35:02,480
den Kraftstoff eingebaut hat, wird es beim
Verbrennen wieder frei und man kommt auf
373
00:35:02,480 --> 00:35:08,080
plus/minus Null. Da ist das größte
Problem, dass CO2 halt zum Glück immer
374
00:35:08,080 --> 00:35:11,850
noch in ziemlich kleinen Konzentrationen
in der Luft vorkommt. Das heißt, es ist
375
00:35:11,850 --> 00:35:15,620
ziemlich anstrengend, das CO2 aus der Luft
überhaupt rauszukriegen, um dann diese
376
00:35:15,620 --> 00:35:21,250
Reaktion durchzuführen zu können. Also
auch da hängt ein riesen, riesen
377
00:35:21,250 --> 00:35:25,017
Forschungsfeld, hängt da dran zu
gucken, was kann man damit machen? Wie
378
00:35:25,017 --> 00:35:33,270
kommt man damit weiter?
379
00:35:33,270 --> 00:35:39,540
Eine andere Version ist das,
was bisher gemacht wird
380
00:35:39,540 --> 00:35:45,100
und auch relativ gut funktioniert schon,
ist, man nimmt Sonnenlicht, hat die
381
00:35:45,100 --> 00:35:49,130
inzwischen ziemlich gut funktionierende
Silizium Solarzellen, die Wirkungsgrade
382
00:35:49,130 --> 00:35:54,820
gehen inzwischen bis in die mittleren 20
Prozent hoch und erzeugt daraus
383
00:35:54,820 --> 00:36:01,930
elektrischen Strom, betreibt Elektrolyse.
Man hält quasi zwei Elektroden in Wasser,
384
00:36:01,930 --> 00:36:06,320
macht das gleiche wie eben angedeutet das
künstliche Blatt. Man trennt das Ganze in
385
00:36:06,320 --> 00:36:09,170
Wasserstoff und Sauerstoff auf, sammelt
beide Gase ein und kann sie dann weiter
386
00:36:09,170 --> 00:36:14,910
weiterverwenden. Der Umkehrprozess ist
dann das, was wir als Brennstoffzelle
387
00:36:14,910 --> 00:36:21,320
kennen, und dort drüben auf der rechten
Seite ist der Kurzschlussweg, sozusagen
388
00:36:21,320 --> 00:36:27,490
der, der diesen Umweg direkt umgeht. Das
ist, was in meiner Arbeitsgruppe relativ
389
00:36:27,490 --> 00:36:33,720
viel bearbeitet wird. Okay, dieses, man
nimmt dieses hier gelb angedeutete
390
00:36:33,720 --> 00:36:38,120
Material, also das ist tatsächlich ein
gelbes Pulver, was bisher mit zu den am
391
00:36:38,120 --> 00:36:43,350
besten funktionierenden Materialien zählt.
Man strahlt da von Regenbogenfarben
392
00:36:43,350 --> 00:36:47,800
angedeutet, man strahlt, da kommt das
komplette Spektrum drauf. Dieses gelbe
393
00:36:47,800 --> 00:36:54,880
Material absorbiert die eine Hälfte, lässt
das gelb-rote langwellige durch. Das
394
00:36:54,880 --> 00:37:00,660
trifft dann hinten auf eine zweite, noch
auf eine herkömmliche Silizium-Solarzelle,
395
00:37:00,660 --> 00:37:04,620
kann da noch einmal Energie produzieren,
und die beiden tun sich zusammen und
396
00:37:04,620 --> 00:37:11,770
können am Schluss dann genug genug Energie
und Spannung aufbringen, um diese Spaltung
397
00:37:11,770 --> 00:37:18,550
direkt zu betreiben. Wenn das tatsächlich
zu einem großindustriell verfügbaren
398
00:37:18,550 --> 00:37:23,510
Prozess kommen sollte, könnte das
zumindest ein Teil unserer Energieprobleme
399
00:37:23,510 --> 00:37:31,610
lösen oder zumindest einen Beitrag
leisten. Dazu gibts dann auch noch andere
400
00:37:31,610 --> 00:37:36,550
Überlegungen, die man machen muss. Wie
viel kriegt man da eigentlich raus? Wie
401
00:37:36,550 --> 00:37:43,060
viele Flächen braucht man? Eine Zahl, die
ich noch so grob aus dem Vortrag meines
402
00:37:43,060 --> 00:37:48,190
Professors kenne: Man müsste irgendwie pro
Tag mehrere hundert Quadratmeter
403
00:37:48,190 --> 00:37:57,750
Solarzellen montieren. Bis 2050.
24/7. Ununterbrochen. Um das
404
00:37:57,750 --> 00:38:02,480
hinzukriegen mit der komplett
Klimaneutralität bis dahin. Ist natürlich
405
00:38:02,480 --> 00:38:07,550
komplett illusorisch. Man muss diese
Materialen alle erst produzieren. Man muss
406
00:38:07,550 --> 00:38:12,650
die Solarzellen produzieren, man muss die
zu Modulen zusammenbauen, man muss die auf
407
00:38:12,650 --> 00:38:15,730
Dächer schrauben, man muss die verdrahten,
die gehen inzwischen kaputt.
408
00:38:15,730 --> 00:38:21,640
Das ist eben eine Vision. Klingt gut, aber
dann ist wieder die Sache - wie sieht es
409
00:38:21,640 --> 00:38:26,110
aus mit der praktischen Umsetzbarkeit?
Komplett geht es nicht. Aber es kann in
410
00:38:26,110 --> 00:38:34,310
bestimmten Teilen der Erde durchaus einen
guten Beitrag leisten. Dann habe ich hier
411
00:38:34,310 --> 00:38:42,050
noch eine Pressemitteilung mitgebracht.
Das war grad diesen Sommer. Das ist der
412
00:38:42,050 --> 00:38:49,330
Versuch, aus Sonnenlicht direkt, sie
nennen es glaube ich Kerosin, also auch
413
00:38:49,330 --> 00:38:55,410
einen fossilen Brennstoff, quasi zu
erzeugen. An der Stelle wird das
414
00:38:55,410 --> 00:38:59,150
allerdings nicht chemisch gemacht, sondern
einfach durch Konzentration von
415
00:38:59,150 --> 00:39:05,940
Sonnenlicht. Da innen drinnen im Zentrum
dieses Spiegels ein Reaktor auf hohe
416
00:39:05,940 --> 00:39:10,830
Temperaturen gebracht wird, 1200 Grad,
1500 Grad. Und dann mit speziellen
417
00:39:10,830 --> 00:39:15,480
Katalysatoren, bei diesen Temperaturen
findet tatsächlich eine Reaktion statt,
418
00:39:15,480 --> 00:39:23,940
das CO2 aus der Luft mit Wasser,
Luftfeuchtigkeit, wieder zusammengebracht
419
00:39:23,940 --> 00:39:28,520
wird, um einen fossilen Brennstoff zu
erzeugen, der dann eben, wie vorhin schon
420
00:39:28,520 --> 00:39:32,720
beschrieben, de facto CO2 neutral ist,
weil man den Kohlenstoff, den man da
421
00:39:32,720 --> 00:39:36,830
drinnen verbrennt, vorher selber aus der
Luft raus geholt hat. Aber auch hier ist
422
00:39:36,830 --> 00:39:41,180
das Problem, dass CO2, wenn man es nur aus
der Umgebungsluft nimmt,
423
00:39:41,180 --> 00:39:47,540
es in geringen Konzentrationen vorhanden
ist. Und ich glaube, diese Anlage
424
00:39:47,540 --> 00:39:52,530
produziert ein paar 10 Milliliter
Treibstoff pro Tag, an einem guten
425
00:39:52,530 --> 00:39:58,340
Sonnentag. Das ist halt auch nicht viel,
und das ist ein relativ großes Ding.
426
00:39:58,340 --> 00:40:04,840
Das ist schon, weiß ich nicht, 6 oder 7
Meter Durchmesser oder sowas.
427
00:40:04,840 --> 00:40:09,570
Sieht relativ schwer aus, das in großem
Stil zu bauen. Kann man nicht mal eben so
428
00:40:09,570 --> 00:40:18,351
in größeren Mengen machen. Dann möchte ich
noch dieses Argument anbringen. "Wer soll
429
00:40:18,351 --> 00:40:25,251
das bezahlen?" wird oft gefragt. Und das
ist jetzt mehr so eine Fragestellung, die
430
00:40:25,251 --> 00:40:33,170
auch jeder für sich mal mitnehmen kann.
Was ist eigentlich mit der ganzen Energie,
431
00:40:33,170 --> 00:40:40,010
aus der bereits ein wirtschaftlicher
Nutzen gezogen wurde? Man hat im Moment
432
00:40:40,010 --> 00:40:47,590
300 ppm, 300 irgendwas ppm, CO2 in der
Luft im Durchschnitt.
433
00:40:47,590 --> 00:40:50,300
Undeutlicher Zuruf aus dem Publikum
Pischel: Bitte?
434
00:40:50,300 --> 00:40:54,310
Undeutlicher Zuruf aus dem Publikum
Pischel: 400.
435
00:40:54,310 --> 00:41:02,041
Zuruf aus dem Publikum: Etwas mehr.
Sebastian Pischel: Ja, gut. Auf jeden Fall
436
00:41:02,041 --> 00:41:07,560
deutlich mehr als die 100 irgendwas ppm.
Weiß da auch jemand was Genaueres? Das ist
437
00:41:07,560 --> 00:41:09,560
tatsächlich.
Undeutlicher Zuruf aus dem Publikum
438
00:41:09,560 --> 00:41:11,770
Pischel: Bitte?
Zuruf aus dem Publikum: Wir sind von 200
439
00:41:11,770 --> 00:41:15,220
auf 400 ppm in den letzten 150 Jahren.
Pischel: Gerundet oder genau?
440
00:41:15,220 --> 00:41:18,670
Zuruf aus dem Publikum: Pi mal Daumen.
Zuruf aus dem Publikum: Was hat er gesagt?
441
00:41:18,670 --> 00:41:23,060
Pischel: Wir sind von 200 auf 400 ppm in
den letzten - 150.000 Jahren?
442
00:41:23,060 --> 00:41:26,240
Zuruf aus dem Publikum: 150
Pischel: Oh, 150.
443
00:41:26,240 --> 00:41:29,766
Gelächter
Pischel: Ups.
444
00:41:29,766 --> 00:41:38,980
Ja. Wie gesagt, ich wäre eigentlich eher
darauf hinaus - diese 200 ppm Differenz
445
00:41:38,980 --> 00:41:46,010
sind irgendwann mal in der Erde gewesen,
in Form von Erdöl, Kohle. Und das
446
00:41:46,010 --> 00:41:53,620
übersetzt sich in einen Energiebetrag. Das
übersetzt sich in, im Prinzip, Geld und
447
00:41:53,620 --> 00:41:57,090
davon haben Generationen vor uns
profitiert, indem sie das aus dem Boden
448
00:41:57,090 --> 00:42:05,050
geholt haben. Jetzt ist der "Abfall" CO2
in der Luft und damit wurde eine Menge
449
00:42:05,050 --> 00:42:12,520
bezahlt. Und jetzt zu überlegen, naja, wir
können uns das nicht leisten das alles
450
00:42:12,520 --> 00:42:17,990
wieder in den Boden zurück zu stopfen, das
kann durchaus sein, dass das um
451
00:42:17,990 --> 00:42:23,050
Geldbeträge geht, die wir uns nicht einmal
vorstellen können. Ich habe noch nicht die
452
00:42:23,050 --> 00:42:27,860
Zeit gefunden, mir das mal anzugucken,
auszurechnen. Aber ich kann mir vorstellen
453
00:42:27,860 --> 00:42:33,310
das wird etliche Jahrzehnte
Bruttosozialprodukt, Bruttoinlandsprodukt,
454
00:42:33,310 --> 00:42:39,310
von größeren Industrienationen sein. Und
es ist klar, dass man das nicht mal eben
455
00:42:39,310 --> 00:42:43,650
so in paar Jahren wieder aufbringen kann
und will. Aber dann zu sagen:
456
00:42:43,650 --> 00:42:48,410
"Na ja, können wir nicht, haben wir schon
ausgegeben das Geld. Können wir leider
457
00:42:48,410 --> 00:42:53,730
nicht wieder zurücknehmen." Keine Ahnung.
Aber das sind dann eben auch politische
458
00:42:53,730 --> 00:42:58,706
und Gesellschaftsfragen. Die fallen nicht
so sehr in meinen Bereich. Aber es gibt
459
00:42:58,706 --> 00:43:02,500
sicherlich unter euch Leute, die sich
darüber Gedanken gemacht haben, die
460
00:43:02,500 --> 00:43:06,880
darüber mehr wissen. Das würde ich
eigentlich sehr gerne mehr ins Rampenlicht
461
00:43:06,880 --> 00:43:13,790
geholt haben. Einfach mal in Kontext zu
setzen - Wer hat eigentlich wovon wie viel
462
00:43:13,790 --> 00:43:17,060
profitiert?
Also, am Schluss kommen eigentlich
463
00:43:17,060 --> 00:43:23,210
sämtliche Debatten, die wir gerade führen,
auf Gerechtigkeits-, Verteilungs-,
464
00:43:23,210 --> 00:43:32,680
Aufteilungsdebatten hinaus. So, damit will
ich langsam schließen. Chemie ist eine
465
00:43:32,680 --> 00:43:35,620
interessante Sache, und es ist nicht immer
nur das, was knallt und stinkt,
466
00:43:35,620 --> 00:43:38,870
wie der berühmte Spruch ist. Man kann
interessante Sachen machen, man kann auch
467
00:43:38,870 --> 00:43:44,900
als Computer affiner Mensch Dinge machen.
Es werden inzwischen sehr interessante
468
00:43:44,900 --> 00:43:48,910
quantenchemische Rechnungen gemacht. Man
modelliert tatsächlich Elektronenwolken,
469
00:43:48,910 --> 00:43:53,460
die um Atomkerne fliegen, und versucht,
auf der Basis Voraussagen zu machen:
470
00:43:53,460 --> 00:43:58,610
Funktioniert ein bestimmtes Material? Hat
es eine bestimmte Energie? Hat es eine
471
00:43:58,610 --> 00:44:02,310
bestimmte Energiebindung? Kann ich damit
etwas anfangen oder nicht? Aktuell sind
472
00:44:02,310 --> 00:44:08,180
die Voraussagen noch nicht besonders gut,
aber überhaupt möglich. Im Vergleich zu
473
00:44:08,180 --> 00:44:12,030
vor zehn Jahren hat man dann eine Woche
lang gerechnet, das, was man heute in
474
00:44:12,030 --> 00:44:19,390
einer Stunde berechnet. Da ist auch noch
viel zu holen. Und da ich auch gesehen
475
00:44:19,390 --> 00:44:25,230
habe, dass dieser Streit
Brennstoffzellenauto - Elektro-Auto, da
476
00:44:25,230 --> 00:44:31,081
sind halt auch viel politische und
finanzielle, kurzfristig wirtschaftliche
477
00:44:31,081 --> 00:44:35,170
Interessen dahinter. Wir möchten jetzt
etwas verkaufen. Das ist nicht so wichtig,
478
00:44:35,170 --> 00:44:38,700
ob das jetzt irgendwie in zehn, zwanzig
Jahren Problem wird. Hauptsache, unsere
479
00:44:38,700 --> 00:44:44,333
Quartalszahlen sind gut. Darüber müssen
wir auch viel reden.
480
00:44:44,333 --> 00:44:52,477
So, damit möchte ich schließen mit einigen
meiner am meisten konsumierten Podcasts:
481
00:44:52,477 --> 00:44:56,520
"Methodisch Inkorrekt", wie gesagt.
"Forschergeist" ist auch ein sehr schöner
482
00:44:56,520 --> 00:45:00,971
Podcast, da gibt es auch einige Folgen,
die sich sehr spezifisch mit Themen
483
00:45:00,971 --> 00:45:05,270
beschäftigen, die ich hier angerissen
habe. "Mikroökonomen" habe ich bisher bloß
484
00:45:05,270 --> 00:45:09,470
mal ein, zwei Folgen reingehört. Aber da
gibt es auch das. Die beschäftigen sich
485
00:45:09,470 --> 00:45:15,440
hauptsächlich mit Wirtschaft und dem
ökonomischen Anteil von Energie, aber
486
00:45:15,440 --> 00:45:20,565
haben auch ein paar interessante Folgen
dazu, warum Strompreise so entstehen, wie
487
00:45:20,565 --> 00:45:25,330
sie sind. Wer möchte, kann sich den
Vortrag, den ich dieses Jahr auf dem Camp
488
00:45:25,330 --> 00:45:29,410
gehalten habe, ansehen, wo ich ein
bisschen mehr darauf den Fokus gelegt
489
00:45:29,410 --> 00:45:33,987
habe, wie kriegt man das hin mit dem
Wasserstoff aus dem Sonnenlicht erzeugen?
490
00:45:33,987 --> 00:45:39,000
Da gab es noch einen weiteren Talk, bei
dem es darum ging, wie kriegt man Power-
491
00:45:39,000 --> 00:45:46,650
to-X, heißt quasi, alles an Energieträger
abstrahiert, grob gesagt. Und auch auf
492
00:45:46,650 --> 00:45:50,660
diesem Kongress wird es noch mindestens
zwei Vorträge geben, die ich persönlich
493
00:45:50,660 --> 00:45:54,191
sehr interessant finde, weil das ist auch
die Sache, über Recycling müssen wir
494
00:45:54,191 --> 00:45:57,410
definitiv auch sprechen. Wir können uns
das nicht leisten, sämtliche Batterien,
495
00:45:57,410 --> 00:46:02,270
die kaputt sind, einfach irgendwo in die
Erde zu verbuddeln, weil wir haben ja viel
496
00:46:02,270 --> 00:46:07,220
Energie reingesteckt, um dieses Material
überhaupt zu gewinnen. Und auf der
497
00:46:07,220 --> 00:46:13,100
Chaos West Bühne wird ein Vortrag darum
gehen: Was passiert eigentlich, wenn ich
498
00:46:13,100 --> 00:46:19,412
so eine Batterie beschädige? Was sind die
Folgen davon? Bin ich auch sehr gespannt,
499
00:46:19,412 --> 00:46:24,120
was dabei kommt. Und wie gesagt, wenn
jemand irgendwie sagt:
500
00:46:24,120 --> 00:46:27,788
"Hey, ich hab da etwas ganz Interessantes,
hast du das gehört?"
501
00:46:27,788 --> 00:46:35,599
Sagt es mir, kommt auf mich zu. Ihr könnt,
Moment, Kontakt kommt gleich. Genau. Und
502
00:46:35,599 --> 00:46:41,350
am Schluss, natürlich kann ich über das
HCB kaum reden, ohne tatsächlich den
503
00:46:41,350 --> 00:46:45,370
Podcast der Helmholtz-Gemeinschaft zu
erwähnen. Den habe ich bei weitem nicht
504
00:46:45,370 --> 00:46:52,560
durchgehört, aber hochinteressant und
produziert von dem hervorragenden Holger
505
00:46:52,560 --> 00:46:56,070
Klein.
Hallo Holgi. Der unter anderem auch
506
00:46:56,070 --> 00:46:59,580
tatsächlich mein Arbeitsgruppenleiter
interviewt hat, damals, als er gerade erst
507
00:46:59,580 --> 00:47:05,270
ein Jahr hier am Institut war.
Roel van de Krol ist derjenige, der mich
508
00:47:05,270 --> 00:47:11,690
tatsächlich inspiriert hat, mich mit
diesem Forschungsfeld zu beschäftigen. Und
509
00:47:11,690 --> 00:47:15,680
dem inzwischen in Ruhestand gegangenen
stellvertretenden Institutsleiter
510
00:47:15,680 --> 00:47:22,570
Sebastian Fiechter, der mich persönlich
betreut und mentored hat und dafür auch
511
00:47:22,570 --> 00:47:26,520
beigetragen hat, dass das alles so weit
gekommen ist, dass ich an diesem
512
00:47:26,520 --> 00:47:32,270
Forschungsfeld Spaß gehabt habe, dass ich
Ergebnisse erzeugen konnte, dass ich auch
513
00:47:32,270 --> 00:47:38,430
jetzt Wissen habe, was ich wieder
weitergeben kann. Und zum Schluss
514
00:47:38,430 --> 00:47:45,890
Feedback. Ich würde total gerne wissen:
Ist das zu chemisch, zu technisch? Möchtet
515
00:47:45,890 --> 00:47:49,780
ihr mehr Chemie wissen? Möchtet ihr mehr
Details wissen? Möchtet ihr weniger
516
00:47:49,780 --> 00:47:51,055
wissen?
Undeutlicher Zuruf aus dem Publikum
517
00:47:51,055 --> 00:47:58,670
Pischel: Okay, einer möchte
offensichtlich. Dect Nummer anrufen. Wenn
518
00:47:58,670 --> 00:48:03,510
ich ran gehe ist es schön, wenn nicht,
dann nochmal versuchen. Ich habe eine
519
00:48:03,510 --> 00:48:07,031
E-Mail Adresse für diesen Talk
eingerichtet, in die ich reingucke. Jetzt
520
00:48:07,031 --> 00:48:10,090
während des Kongresses und auch danach,
wenn noch Fragen irgendwann später
521
00:48:10,090 --> 00:48:16,700
aufkommen. Der Stream wird ja auch
irgendwann noch in 500 Jahren geguckt. Und
522
00:48:16,700 --> 00:48:20,920
damit kommen wir in der restlichen Zeit zu
noch Fragen und Antworten.
523
00:48:20,920 --> 00:48:29,292
Applaus
524
00:48:29,292 --> 00:48:31,370
Herald: Vielen herzlichen Dank für deinen
Talk.
525
00:48:31,370 --> 00:48:35,280
Wir haben ungefähr zehn Minuten für Q and
A. Wir machen bis Viertel nach Q and A.
526
00:48:35,280 --> 00:48:38,580
Alle, die jetzt schon früher rausgehen.
Bitte benutzt die linke oder die mittlere
527
00:48:38,580 --> 00:48:42,930
Tür, nicht jedoch die Tür, durch die ihr
reingekommen seid. Ihr haltet euch
528
00:48:42,930 --> 00:48:47,140
tendenziell links. Hilfreiche Engel,
Saalengel, winken euch und zeigen euch, wo
529
00:48:47,140 --> 00:48:50,190
die Abflugbahn ist. Links oder die
mittlere Tür, nicht die Tür, durch die
530
00:48:50,190 --> 00:48:54,980
hereingekommen seid. Wenn ihr Fragen habt,
dann stellt euch an die Mikrofone, macht
531
00:48:54,980 --> 00:48:59,841
euch kenntlich, wenn ihr was wissen wollt.
Ich glaube, da hinten an Mikrofon Nummer 6
532
00:48:59,841 --> 00:49:02,841
steht jemand? Ist das korrekt?
Dann frag du doch mal die erste Frage.
533
00:49:02,841 --> 00:49:07,470
Frage: Hallo. Also erst mal Danke für den
schönen Vortrag. Wenn es doch so ein
534
00:49:07,470 --> 00:49:11,940
Problem darstellt, den Wasserstoff zu
speichern, könnte man ihn dann nicht
535
00:49:11,940 --> 00:49:16,380
einfach über die vorhandenen Leitungen
verteilen? Also über das Erdgasnetz?
536
00:49:16,380 --> 00:49:23,020
Pischel: Ja, wird drüber nachgedacht.
Erdgas enthält auch ein Teil Wasserstoff.
537
00:49:23,020 --> 00:49:28,000
Ich weiß gerade nicht, wieviel Prozent
irgendwie ein paar wenige. Das Problem an
538
00:49:28,000 --> 00:49:32,510
Wasserstoff ist, der ist auch da speziell.
Der diffundiert nämlich durch Metallrohre
539
00:49:32,510 --> 00:49:38,041
durch. Das heißt, wenn man das Erdgasnetz
mit 100 Prozent Wasserstoff befüllt, dann
540
00:49:38,041 --> 00:49:42,930
kriegt man am Schluss nicht mehr das raus,
was man reingesteckt hat. Und Wasserstoff
541
00:49:42,930 --> 00:49:45,400
hat noch die Eigenschaft, dass es mit so
ziemlich allen Metallen
542
00:49:45,400 --> 00:49:49,610
Hydride bildet. Der Wasserstoff lagert
sich in das Metall ein, geht eine
543
00:49:49,610 --> 00:49:54,660
Verbindung ein. Und diese Hydride sind
dann eben nicht mehr das, wie man es von
544
00:49:54,660 --> 00:49:59,840
Metallen kennt, verformbar, zugfest,
sondern das ist spröde. Und man muss eben
545
00:49:59,840 --> 00:50:03,930
besondere Vorkehrungen treffen, um
Leitungen, die Wasserstoff führen sollen,
546
00:50:03,930 --> 00:50:07,090
zu beschichten, weil ansonsten diffundiert
er nicht nur in diese Leitungen rein, er
547
00:50:07,090 --> 00:50:09,500
macht die spröde. Und irgendwann platzt
die.
548
00:50:09,500 --> 00:50:15,390
Also einfach so eins zu eins übernehmen
geht leider nicht, also 10 Prozent geht,
549
00:50:15,390 --> 00:50:20,737
irgendwas in der Größenordnung. Deutlich
höhere Anteile wird irgendwann schwierig.
550
00:50:20,737 --> 00:50:23,890
Herald: So, wir haben eine Frage aus dem
Internet. Bitte schön.
551
00:50:23,890 --> 00:50:28,090
Frage: Ja, danke schön. Wie steht es um
den Wirkungsgrad der Energiespeicherung,
552
00:50:28,090 --> 00:50:31,440
der verschiedenen Möglichkeiten? Zum
Beispiel der Aufwand des Kühlens,
553
00:50:31,440 --> 00:50:35,060
Komprimierens, Transportierens bei
Wasserstoff und dem Laden und Rumschleppen
554
00:50:35,060 --> 00:50:40,030
von Batterien? Kommt da die Batterie im
Allgemeinen nicht am besten weg?
555
00:50:40,030 --> 00:50:43,540
Pischel: Die Frage kann ich jetzt so nicht
beantworten, weil da eine ganze Menge
556
00:50:43,540 --> 00:50:49,750
Faktoren reinfallen. Ich hab mal ein paar
Diagramme angeguckt, wo das ein bisschen
557
00:50:49,750 --> 00:50:54,310
aufgedröselt wird, weil man bei der
Wasserstoffverflüssigung viele, viele
558
00:50:54,310 --> 00:50:59,640
Schritte braucht und beim Batterieladen
und -entladen halt nur wenige. Und die
559
00:50:59,640 --> 00:51:03,170
Wirkungsgrade multiplizieren sich
miteinander. Aber es kommt halt auch
560
00:51:03,170 --> 00:51:05,360
darauf an: Wo macht man das? Bei welchen
Temperaturen, unter welchen
561
00:51:05,360 --> 00:51:10,460
Randbedingungen? Deswegen, ein klares
Vielleicht. Keine Ahnung.
562
00:51:10,460 --> 00:51:13,280
Herald: Gut, die nächste Frage von
Mikrofon Nummer 1 bitte.
563
00:51:13,280 --> 00:51:17,770
Frage: Danke für diesen interessanten
Talk. Ich hab mal eine Frage zu
564
00:51:17,770 --> 00:51:23,730
Wasserstoff. Vor ca. 35 Jahren war ich mal
Hiwi am Max-Planck-Institut und damals war
565
00:51:23,730 --> 00:51:29,950
der letzte heiße Scheiß Wasserstoff in
Metallgittern einzulagern. Dann hat es ein
566
00:51:29,950 --> 00:51:33,980
bisschen geknistert, das Volumen hat sich
um 30 Prozent erhöht und bei 400 Grad
567
00:51:33,980 --> 00:51:39,840
Celsius konnte man den Wasserstoff auch
wieder raus quellen. Das galt damals als
568
00:51:39,840 --> 00:51:44,580
das heiße Ding, weil man konnte es auch
sehr schön sicher einlagern. Wird an
569
00:51:44,580 --> 00:51:48,000
dieser Ecke noch geforscht, oder hat sich
das als ganz tot erwiesen?
570
00:51:48,000 --> 00:51:54,330
Pischel: Geforscht wird daran auf jeden
Fall. Stecke ich nicht wirklich drin in
571
00:51:54,330 --> 00:51:59,950
dem Bereich. Wie gerade schon erwähnt,
Wasserstoff bildet mit fast jedem Metall
572
00:51:59,950 --> 00:52:04,890
Hydride. Mit einigen ziemlich gut. Und
solche möchte man besonders gerne haben.
573
00:52:04,890 --> 00:52:10,470
Das sind dummerweise mitunter Edelmetalle
wie Palladium, Platin, irgendwie sowas was
574
00:52:10,470 --> 00:52:15,300
super teuer ist. Da kriegt man dann
teilweise ein Vielfaches des Volumens was
575
00:52:15,300 --> 00:52:20,940
flüssiger Wasserstoff, also wenn man sich
eine Patrone, einen Tank irgendwie aus
576
00:52:20,940 --> 00:52:23,940
Metallhydrid
vorstellt, wenn man die mit flüssigem
577
00:52:23,940 --> 00:52:26,930
Wasserstoff
füllen würde, kriegt man da nicht so viel
578
00:52:26,930 --> 00:52:30,610
rein, als wenn man das in dieses Hydrid
wie gerade angedeutet rein presst und dann
579
00:52:30,610 --> 00:52:35,000
durch Hitze wieder austreibt. Aber da hat
man auch wieder das Problem, man braucht
580
00:52:35,000 --> 00:52:39,910
halt das Metall, und das kann mitunter
teuer werden. Da wird glaube ich auch dran
581
00:52:39,910 --> 00:52:45,110
geforscht, das mit billigeren und leichter
verfügbaren Metallen zu machen. Und da
582
00:52:45,110 --> 00:52:50,260
wäre auch denkbar, so eine Art
Pfandflaschen-System zu machen, dass man
583
00:52:50,260 --> 00:52:57,150
dann sagt: Okay, man produziert diese gut
handhabbaren, aufgeladenen Hydridspeicher,
584
00:52:57,150 --> 00:53:03,590
vertreibt die als Patronen oder als
aufgeladene Zellen, benutzt die in seinem
585
00:53:03,590 --> 00:53:07,820
Gerät, setzt den Wasserstoff frei, nimmt
die entladenen Zellen wieder, bringt sie
586
00:53:07,820 --> 00:53:11,630
in eine Auffüllstation, da wird die wieder
aufgefüllt und kann damit so einen
587
00:53:11,630 --> 00:53:15,750
Kreislauf bauen. Dann hätte man das
Problem nicht, dass man flüssigen
588
00:53:15,750 --> 00:53:19,120
Wasserstoff oder gasförmigen Wasserstoff
unter hohem Druck hin und her schieben
589
00:53:19,120 --> 00:53:23,620
muss, sondern hat gut handhabbaren
Feststoff. Aber andererseits kostet halt
590
00:53:23,620 --> 00:53:28,810
auch das teure Material, bis man
tatsächlich etwas findet, was man billiger
591
00:53:28,810 --> 00:53:31,480
machen kann.
Herald: Vielen Dank für die Erklärung.
592
00:53:31,480 --> 00:53:36,750
Mikrofon Nummer Drei bitte. Immer schön
ran gehen, ganz nah ran.
593
00:53:36,750 --> 00:53:42,420
Frage: Alles klar. In der ersten Hälfte
2019 gab es diesen riesigen Bohei im
594
00:53:42,420 --> 00:53:46,590
Internet. Ich glaube es war die Uni Kiel,
die eine Lithium-Batterie, also nein,
595
00:53:46,590 --> 00:53:52,230
keine Lithium-Batterie mehr, sondern eine
Batterie, was du schon gesagt hattest, aus
596
00:53:52,230 --> 00:53:56,720
Silizium und Schwefel gebaut hatte. Mit
riesigen Zahlen, die dann durch die Gegend
597
00:53:56,720 --> 00:54:01,610
geworfen wurden, im Sinne von zehnfache
Kapazität des LiPo-Akkus et cetera et cetera.
598
00:54:01,610 --> 00:54:06,170
Gibt es da aus der Fachwelt mittlerweile
tatsächlich etwas Neues zu? Oder war das
599
00:54:06,170 --> 00:54:08,580
nur einer dieser wilden Hochdaten
Internet-Hypes?
600
00:54:08,580 --> 00:54:14,580
Pischel: Kann ich nichts zu sagen. Hab ich
nicht mitbekommen. Ich weiß, dass Silizium
601
00:54:14,580 --> 00:54:19,710
als Elektrodenmaterial beforscht wird und
eben die erwähnten Probleme hat. Diese
602
00:54:19,710 --> 00:54:21,760
spezielle Kombination kenne ich
tatsächlich nicht.
603
00:54:21,760 --> 00:54:25,050
Herald: Alles klar. Eine weitere Frage aus
dem Internet.
604
00:54:25,050 --> 00:54:29,580
Frage: Wie sieht es mit Zink-Sauerstoff-
Akkus aus? Hat das Zukunft?
605
00:54:29,580 --> 00:54:37,720
Pischel: Auch eine Materialkombination die
ich so nicht kenne. Es gibt Zink-Luft-
606
00:54:37,720 --> 00:54:43,170
Batterien, die werden gerne in Hörgeräten
eingesetzt, aber sind Einweg-Batterien. Ob
607
00:54:43,170 --> 00:54:50,410
es die inzwischen auch wiederaufladbar
gibt, weiß ich nicht. Und wie gut und wie
608
00:54:50,410 --> 00:54:53,360
lange das funktioniert. Das Problem ist
eben, wenn man Sauerstoff als Gas
609
00:54:53,360 --> 00:54:59,280
beteiligt hat, dann muss man den da rein
und auch wieder rauskriegen. Und Gase zu
610
00:54:59,280 --> 00:55:02,050
handhaben ist immer ein bisschen
schwieriger als irgendwas Flüssiges oder
611
00:55:02,050 --> 00:55:05,110
Festes. Aber im Detail kann ich dazu
nichts sagen.
612
00:55:05,110 --> 00:55:09,020
Herald: So, ich hoffe ihr ratet jetzt
nicht den Rest der Elementetabelle durch,
613
00:55:09,020 --> 00:55:12,187
ob man daraus auch Batterien machen kann
in unterschiedlichen Kombinationen. Eine
614
00:55:12,187 --> 00:55:16,145
Frage von Mikrofon Nummer Fünf, bitte!
Frage: Vielen Dank erst mal! Ich hatte
615
00:55:16,145 --> 00:55:20,580
sogar zwei kurze Fragen. Zum einen - Wie
kommt es, dass Wasserstoff sich bei
616
00:55:20,580 --> 00:55:26,870
Expansion erwärmt? Und zum anderen würde
mich noch der Vergleich der Wirkungsgrade
617
00:55:26,870 --> 00:55:32,260
zwischen Foto-Elektrolyse und dem Weg über
Photovoltaik und klassischer Elektrolyse
618
00:55:32,260 --> 00:55:41,210
interessieren.
Pischel: Dass es sich erwärmt - ist so!
619
00:55:41,210 --> 00:55:48,190
Naturkonstant, also nicht konstant, aber
eine Stoffeigenschaft. Wenn man sich dann
620
00:55:48,190 --> 00:55:53,060
irgendwann tatsächlich in Richtung
Quantenmechanik damit beschäftigt von
621
00:55:53,060 --> 00:55:58,650
wegen, was die Wellenfunktion oder wie
interagieren Wasserstoffatome tatsächlich
622
00:55:58,650 --> 00:56:03,410
auf so enger Ebene miteinander, kann man
irgendwie modellieren, nachvollziehen,
623
00:56:03,410 --> 00:56:08,650
warum das so ist. Es ist halt etwas, was
bei Wasserstoff speziell so ist und bei
624
00:56:08,650 --> 00:56:13,450
den allermeisten anderen nicht. Bei den
allermeisten, aber die allermeisten Gase,
625
00:56:13,450 --> 00:56:17,770
die man so behandelt, sind auch
zweiatomige oder größere. Campinggas, so
626
00:56:17,770 --> 00:56:25,570
Propan, das sind 9, 12, 11, 11 Atome oder
etwas, das sind wesentlich größere Dinger.
627
00:56:25,570 --> 00:56:30,450
Und das ist vom Vehralten her ganz anders
und viel weiter weg von diesem ganzen
628
00:56:30,450 --> 00:56:35,811
Konstrukt.
Die andere Frage war über die
629
00:56:35,811 --> 00:56:41,730
Wirkungsgrade, kann ich jetzt auch nur
ganz grob sagen. Solarzellen sind halt die
630
00:56:41,730 --> 00:56:47,570
Rekorde. Die besten sind gerade so bei 25,
26 Prozent. Elektrolyse läuft mit so 70 -
631
00:56:47,570 --> 00:56:55,660
80 Prozent Effizienz. Das heißt, netto ist
man dann bei 20 oder so.. Diese direkte
632
00:56:55,660 --> 00:57:00,500
Umwandlung von Licht in Wasserstoff bewegt
sich im Moment tatsächlich bei Rekord-
633
00:57:00,500 --> 00:57:03,180
Forschungsergebnissen im mittleren
Prozentbereich.
634
00:57:03,180 --> 00:57:11,210
Ich glaube 5, 6, 7 prozent oder sowas ist
gerade wirklich Bleeding Edge. Und 1, 2
635
00:57:11,210 --> 00:57:15,520
prozent kann man halbwegs reproduzierbar
hinkriegen, aber auch nicht mit vielen
636
00:57:15,520 --> 00:57:18,270
Materialien.
Da ist noch ein großer Unterschied.
637
00:57:18,270 --> 00:57:22,870
Herald: So, wir sind nun leider auch mit
der Zusatzspielzeit am Ende angekommen.
638
00:57:22,870 --> 00:57:26,480
Ich sehe, das dann noch eine ganze Reihe
Fragen gewesen wären. Du hast
639
00:57:26,480 --> 00:57:29,140
offensichtlich einen interessanten Talk
gehalten, über ein Thema, das viele
640
00:57:29,140 --> 00:57:32,110
Menschen sehr bewegt. Ihr könnt ihnen ja
später noch erwischen, er hat ja seine
641
00:57:32,110 --> 00:57:36,120
DECT-Nummer angegeben und ihr wisst wie er
heißt, oder ihr könnt in gleich an der
642
00:57:36,120 --> 00:57:39,453
Bühne noch abschnappen. Schön, dass ihr
alle da wart, danke für die Fragen. Vielen
643
00:57:39,453 --> 00:57:42,195
Dank an Sebastian Pischel! Großen Applaus
nochmal für den Talk, bitte!
644
00:57:42,195 --> 00:57:44,210
Applaus
645
00:57:44,210 --> 00:58:13,000
Untertitel erstellt von c3subtitles.de
im Jahr 20??. Mach mit und hilf uns!