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DFG-Forscherteam für Zukunftspreis nominiert

30.11.2007
Projektpartnerschaft zwischen Wirtschaft und Wissenschaft

Wenn am 6. Dezember der diesjährige Deutsche Zukunftspreis vergeben wird, stehen auch von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderte Forscher und ihre Arbeiten im Blickpunkt. Andreas Gutsch, Gerhard Hörpel und Paul Roth sind eines der vier Forscherteams, die sich Hoffnungen auf den mit 250 000 Euro dotierten Preis des Bundespräsidenten für Technik und Innovation machen können.

Nominiert wurden die drei Wissenschaftler für eine neuartige Technologie zum Einsatz besonders leistungsfähiger, langlebiger und sicherer Lithium-Ionen-Batterien - eine wegweisende Entwicklung, die aus einer bislang einmaligen Kooperation der DFG mit mehreren Universitäten und der Industrie hervorgegangen ist.

Im Großen zu ermöglichen, was im Kleinen längst möglich ist - unter diesem Motto könnten die Arbeiten der für den Zukunftspreis nominierten drei Forscher stehen. Kleine Lithium-Ionen-Batterien sind heutzutage bereits weit verbreitet, in Notebooks und Handys ebenso wie in Camcordern oder Akku-Schraubern. In größeren stationären Anwendungen, in Automobilen oder überall dort, wo Energiespeicher mit hoher Kapazität benötigt werden, konnten Lithium-Ionen-Batterien bislang nicht eingesetzt werden. Der Grund: Sicherheitsmängel. Große Lithium-Ionen-Batterien enthalten so viel Energie, dass sie in ihrer bisherigen Machart bei Beschädigungen leicht explodiert wären.

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»Nanopartikel »Separator

Andreas Gutsch, Gerhard Hörpel und Paul Roth ist es gelungen, "diese Hürde in der Lithium-Ionen-Technologie zu überwinden", wie es in der Begründung für ihre Zukunftspreis-Nominierung hieß. Sie entwickelten einen Separator, der in der Batterie Plus- und Minuspol trennt und so einen Kurzschluss verhindert. Auch kleine Lithium-Ionen-Batterien verfügen über einen solchen Separator, der jedoch aus einer Kunststofffolie besteht und für größere Anwendungen nicht stabil genug ist. Der neuartige Separator besteht dagegen aus einem nur rund 20 Mikrometer dünnen porösen keramischen Material, das aus Nanopartikeln aufgebaut und äußerst temperaturstabil und robust ist.

Die Bedeutung dieser Entwicklung lässt sich kaum überschätzen. Mit ihr können die besonders leistungsfähigen Lithium-Ionen-Batterien erstmals in umweltfreundlichen Hybridfahrzeugen eingesetzt werden, in denen sie helfen, den Kraftstoffverbrauch und damit auch den Schadstoffausstoß bis zur Hälfte zu senken. Auch die Wind- und Sonnenenergie lässt sich mit großen Lithium-Ionen-Batterien weit effektiver nutzen. Diese und weitere Anwendungen zielen denn auch auf einen Milliardenmarkt ab: Der Umsatz mit Lithium-Ionen-Batterien wird sich Prognosen zufolge von derzeit rund 1,4 Milliarden Euro alleine bis 2015 fast verdreifachen.

Zustande gekommen ist diese ebenso zukunftsträchtige wie milliardenschwere Innovation nicht zuletzt mit finanzieller und ideeller Förderung der DFG. Mitte der 1990er Jahre begannen die beiden für die damalige Degussa AG (heute Teil von Evonik Industries AG) tätigen Wissenschaftler Andreas Gutsch und Gerhard Hörpel mit ihren Arbeiten zur Entwicklung neuartiger Nanopartikel. Schnell suchten und fanden sie die Kooperation mit Hochschulen, die auf diesem Gebiet Grundlagenforschung leisteten und von der DFG auf vielfältige Weise gefördert wurden. Eine der erfolgreichsten Einrichtungen auf diesem Feld war der 1999 eingerichtete Sonderforschungsbereich 445 "Nano-Partikel aus der Gasphase" an der Universität Duisburg (heute Teil der Universität Essen-Duisburg) mit Paul Roth an der Spitze.

Diese Kooperationen mündeten 2000 in einem bis heute in Deutschland einmaligen Gemeinschaftsprojekt von Wirtschaft und Wissenschaft: dem "Projekthaus Nanomaterialien". In ihm arbeiteten - auf dem Gelände der Degussa AG in Hanau und von dieser und der DFG finanziert - Wissenschaftler der Degussa, der Universität Duisburg und sechs weiterer Hochschulen gemeinsam an der Erforschung und Entwicklung von Nanopartikeln.

Für die Wissenschaftler aus der Industrie war diese Kooperation mit der DFG und den Hochschulen ein "zentraler Schritt", wie Andreas Gutsch nach der Nominierung für den Zukunftspreis unterstrich. Für die DFG wiederum, die das "Projekthaus Nanomaterialien" im Rahmen ihres Schwerpunktprogramms "Handhabung hochdisperser Pulver" mit insgesamt mehr als sieben Millionen Euro unterstützte, bedeutete es forschungs- und förderpolitisches Neuland: "Zum ersten Mal wird hier in größerem Rahmen eine Projektpartnerschaft mit gemeinsam definierten Zielen zwischen Wissenschaftlern aus der Industrie und Hochschulen praktiziert", betonte der damalige DFG-Präsident Ernst-Ludwig Winnacker. Eine der Früchte dieser einmaligen Projektpartnerschaft sind nun die für den Zukunftspreis nominierten Separatoren in den Lithium-Ionen-Batterien.

Über diese Kooperation und Förderung hinaus bestehen zwischen den nominierten Forschern und der DFG weitere enge Verbindungen. Als Gutachter und Fachgutachter für Sonderforschungsbereiche und andere Förderverfahren stellen Andreas Gutsch und Paul Roth ihre Expertise der DFG und allen antragstellenden Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern zur Verfügung. Gutsch, der bereits seine ersten Forschungsarbeiten als wissenschaftlicher Mitarbeiter in einem DFG-Projekt durchführte, war in den beiden vergangenen Jahren zudem Mitglied der Gemeinsamen Kommission von DFG und Wissenschaftsrat in der Exzellenzinitiative und damit an der Auswahl zukunftsträchtiger Graduiertenschulen, Exzellenzcluster und Zukunftskonzepten zur Stärkung der Spitzenforschung an deutschen Universitäten beteiligt. Paul Roth wiederum war bis 2002 Sprecher des SFB 445 in Duisburg-Essen, dessen Förderung durch die DFG erst Ende November für weitere drei Jahre verlängert wurde.

Der zukunftsträchtigen Lithium-Ionen-Technologie wendet sich die DFG schließlich auch mit einer neuen Forschungsinitiative zu, die von Evonik Industries unterstützt wird. An der Initiative, die von der Projektgruppe Energieforschung in der Bonner DFG-Geschäftsstelle angestoßen wurde, sind sieben Universitäten und mehrere außeruniversitäre Forschungsinstitute beteiligt. Sie wollen die Grundlagen für die Entwicklung noch leistungsfähigerer Hochenergiespeicher liefern - und damit nicht zuletzt die Position des Wissenschaftsstandortes Deutschland auf diesem weltweit umkämpften Gebiet verbessern. Die DFG fördert diese Arbeiten mit 3,8 Millionen Euro für zunächst drei Jahre.

Weitere Informationen

Die festliche Preisverleihung wird im ZDF am 6. Dezember um 22.15 Uhr ausgestrahlt.

Weitere Informationen zu den nominierten Arbeiten finden Sie unter www.deutscher-zukunftspreis.de.

Ausführliche Informationen zur DFG-Forschungsinitiative zu Lithium-Hochleistungsbatterien unter www.dfg.de/aktuelles_presse/pressemitteilungen/2007/presse_2007_56.html.

Dr. Eva-Maria Streier | idw
Weitere Informationen:
http://www.deutscher-zukunftspreis.de
http://www.dfg.de/aktuelles_presse/pressemitteilungen/2007/presse_2007_56.html

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