Vielen Dank, dass Sie hierher gekommen sind und dass Sie sich dafür entschieden haben,

etwas über Wissenschaft zu hören, anstelle, dass Sie noch dem allgemeinen Weihnachtswansinn

folgen. Ich werde, wie mein Titel sagt, ein bisschen etwas über Chemie oder Alchemie,

wenn Sie wollen, erzählen, über Strukturierung und Nanostrukturierung und über Energieumwandlung.

Und ich möchte damit anfangen, Ihnen zu erklären, was die Zusammenhänge damit

dazwischen sind. Und es geht letztendlich dann um die Forschung, die wir in meinem Arbeitskreis

zu diesen Themen betreiben. Ich muss schauen, wie mein Gerät funktioniert oder ob es funktioniert.

Ja, tut es. Also der große Rahmen ist Energieumwandlung. Sie wissen sicherlich,

wie man heutzutage seine Energie in unserer Gesellschaft gewinnt. Meistens über die

Verbrennung von einem Brennstoff. Diese Verbrennung erzeugt Wärme und diese Wärme nutzt man aus,

um dann etwas Nützliches zu tun, wie zum Beispiel Strom erzeugen, eine Bewegung erzeugen, wenn es in

einem Automobil ist. Aber die Tatsache, dass man über Wärme geht, das ist ein Prinzip,

das eigentlich aus dem 19. Jahrhundert stammt. Diese Tatsache verursacht zum ersten, dass die

Effizienz nur gering sein kann, nicht aus technischen Gründen, sondern aus Grundlagengründen,

nämlich aus der Thermodynamik. Und zweitens natürlich, dass man CO2 erzeugt. Und Sie wissen,

wo die Probleme mit CO2 sind. Aber eben zusätzlich dazu gibt es die Tatsache,

dass nur ein relativ kleiner Anteil der Energie, die in dem Brennstoff in chemischer Form vorhanden ist,

dann tatsächlich zu etwas Nützlichem umgewandelt wird. Es gibt modernere Möglichkeiten, seine Energie

zu gewinnen und dann auszunutzen, zu speichern. Und das würde mit der Energie des Sonnenlichtes

anfangen. Wenn Sie dieses Sonnenlicht mit Photovoltaik einfangen, können Sie daraus die

Energie in elektrischen Strom umwandeln. Und aus diesem elektrischen Strom können Sie auch wieder

einen Brennstoff erzeugen, also den Strom in chemischer Form speichern. Den Strom lässt sich

ansonsten nicht so gut speichern. Die Umwandlungen, die Sie dafür durchführen müssen, sind, wie

gesagt, die Photovoltaik und dann die chemischen Reaktionen einer Batterie oder die sogenannte

Elektrolyse. Sie haben es vielleicht schon gesehen, man nimmt zum Beispiel Wasser und man kann, indem

man Strom durch dieses Wasser leitet, man kann es in Wasserstoff und Sauerstoff trennen. Und der

Wasserstoff ist dann unser Brennstoff, den man wiederum in einer Brennstoffzelle mit dem Sauerstoff

abreagieren kann, um daraus wieder den Strom zu gewinnen. So, also Photovoltaik, Batterie,

Elektrolyse, Brennstoffzellenreaktionen, das sind die Art von Reaktionen, die wir eben in meinem

Arbeitskreis untersuchen. Es gäbe ein paar andere, die ich hier auch aufgezeichnet habe. Die Photosynthese

oder die Photoelektrochemie wäre die direkte Umwandlung des Sonnenlichtes dann in einen

Brennstoff, die ist auch möglich. Ich werde sie nicht alle hier aufzählen, aber einige Prinzipien

sind eben gemeinsam und um die geht es. Es gibt natürlich heutzutage schon Solarzellen, Brennstoffzellen

und Elektrolyseure, die gibt es zu kaufen. Wenn wir aber wollen, dass unser Energiesystem auf

dieses System umgewandelt wird, dann wäre das von Vorteil, wenn all diese Umwandlungen auch einfacher

und vor allem günstiger wären. Heutzutage ist es so, dass Solarzellen aus hochreinem Silizium

bestehen, die meisten davon 99,9999% rein muss das sein oder für die sogenannten Dünnschicht-Solarzellen

ist es ein relativ abstruses Material, ZIX, Kupferindium, Gallium, Selenid, Sulfid, was

verwendet wird. In Brennstoffzellen und Elektrolyseuren hat man die edelsten Metalle und die teuersten

Metalle, die es gibt, Platin und Iridium und zwar in relativ großen Mengen auch. So dass die Aufgabe,

die wir haben als Wissenschaftler und ich würde behaupten als Chemiker eben, wenn wir Energieumwandlungen

in der Form, die ich gerade dargestellt habe, verallgemeinern wollen und allen zugänglich

machen wollen, diese Aufgabe wäre, dass man diese teuren komplexen, hochreinen Materialien durch

einfachere, günstigere Materialien, die aus breit verfügbaren Elementen bestehen, die aus nicht

toxischen Elementen bestehen. So, die Aufgabe in anderen Worten wäre eben aus Bleigold zu machen.

Das ist schon klar, dass die Materialien, die wir haben, von sich aus grundsätzlich nicht so

gut geeignet sind wie diese hochreinen oder hochkomplexen Materialien, ansonsten würden

wir sie schon verwenden. Und die Umwandlung, die direkte Umwandlung von Bleigold haben wir leider

noch nicht erfunden. Aber ich möchte einen Trick vorstellen, wie wir vielleicht ein bisschen in die

Richtung etwas bewegen können und dieses Trick, das ist eben die Nanostrukturierung der Grenzfläche.