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"Bedauerlicherweise gibt es in Deutschland immer
weniger Elektrochemie-Spezialisten", beschreibt Dr. Michael Krausa,
Abteilungsleiter Angewandte Elektrochemie am Fraunhofer-Institut für
Chemische Technologie ICT in Pfinztal, die derzeitige Situation.
"Viele Lehrstühle werden nicht durch Elektrochemiker neu- oder
wiederbesetzt - und das obwohl erheblicher Forschungsbedarf besteht."
Ein Beispiel für den Kompetenzschwund sind Batterien und Akkus. "Sie
werden kaum noch in Deutschland produziert oder weiterentwickelt.
Asien ist hier der große Player." Doch gerade dieser Markt wächst
erheblich - Camcorder, MP3-Player und Handys sind beliebt. Inzwischen
signalisieren auch deutsche Autobauer und Zulieferer, dass sie sich in
nächster Nachbarschaft Batterieexpertisen wünschen. Für
Netzwerk-Koordinator Krausa sind das klare Signale dafür, dass die
Elektrochemie hierzulande verstärkt vorangetrieben und gefördert
werden muss.
Der Spezialist für Batterien und Brennstoffzellen
kennt den Vorteil der klassischen Energiespender. Sie haben eine hohe
Leistungsdichte und können auf kleinem Raum viel Energie speichern.
Mehr noch: Anders als Brennstoffzellen geben sie hohe Leistungen ab,
die zum Beispiel für Akkubohrer oder -schleifgeräte und auch für
Hybridfahrzeuge notwendig sind. Die Forscher wollen unter anderem
klären, wie sich die handlichen Stromlieferanten weiter verbessern
lassen. Sie testen neue Elektrolyte, die die Ionen im Inneren der
Batterien und Akkus transportieren. Ein Ziel sind Elektrolyte, die
auch bei Hitze nicht verdampfen, Akkus nicht aufblähen und zerstören.
Auch an neuen Elektrodenmaterialien wird geforscht. Weitere
Einsatzgebiete für künftige Hochleistungs-Akkus sieht Krausa in
medizinischen Sensoren für die Patientenbeobachtung. Diese müssen vor
allem langlebig und zuverlässig sein.
Auch die optischen Anwendungen sind für Krausa ein
riesiger Zukunftsmarkt elektrochemischer Produkte. Ein Beispiel sind
selbstabdunkelnde Rückspiegel, die automatisch das grelle
Scheinwerferlicht überholender Fahrzeuge dämpfen. Durch einen kleinen
Spannungsstoß werden unter der Spiegeloberfläche elektrochemisch
gefärbte Verbindungen erzeugt, die das störende Licht schlucken.
Rückspiegel dieser Art werden bereits in Serie gefertigt. In Zukunft
sollen Folien nach diesem Prinzip auch flexibel formbare Glasdächer
oder Frontscheiben angemessen verdunkeln können - etwa um das Blenden
bei einer Tunnelausfahrt zu mildern. Auch für den Sonnenschutz an
Gebäuden ist ein solches Verfahren denkbar. Noch sind diese
elektrochromen Systeme allerdings zu langsam, um innerhalb von
Millisekunden große Flächen abzudunkeln. "Solche Beispiele machen
klar, dass moderne elektrochemische Verfahren und Produkte ganz neue
Märkte erschließen und Umsätze generieren können", sagt Krausa. Und es
gibt noch mehr - OLEDs etwa, leuchtende Kunststoffe. Dabei handelt es
sich um flache Lichtquellen mit einem Herz aus langkettigen Polymeren.
Die Farbe des Lichts hängt von der chemischen Zusammensetzung ab. Die
aktiven Schichten der OLEDs sind mit weniger als 500 Nanometern Dicke
extrem flach. Die Leuchtmoleküle werden auf Glas oder durchsichtige,
biegsame Trägerfolien zwischen einer durchsichtigen Anode und Kathode
aus Metallen aufgebracht. Bildschirme aus OLEDs gelten als besonders
zukunftsträchtig: Sie verbrauchen wenig Energie und bieten aus allen
Blickwinkeln nahezu das gleiche Bild. Die Ziele der Entwickler reichen
von kleinen Handymonitoren bis zu Richtungsanzeigern in der
PKW-Frontscheibe. Forscher prognostizieren allein dieser Branche
Umsätze in Milliarden-Euro-Höhe.
Die Palette der elektrochemischen Anwendungen und
Produktionsverfahren lässt sich beliebig erweitern und zieht sich
durch beinahe alle Industriebranchen. Elektrochemie schützt Metalle
vor Korrosion, erlaubt kleine DNA-Analysesysteme (Lab-on-Chip), führt
zu neuen und preiswerten Sensorsystemen (Blutzuckermessung) oder zur
Herstellung von Verschleißschutzschichten auf Werkzeugen. "Wir sehen
unsere Aufgabe zum einen darin, als Dienstleister gemeinsam mit
Unternehmen herauszufinden, inwieweit die Elektrochemie zur Lösung
eines Problems beitragen kann", resümiert Krausa. Zum anderen will das
Kompetenznetzwerk auf die wachsende Bedeutung dieser Disziplin
hinweisen und die Ausbildung von Elektrochemie-Fachkräften
entscheidend vorantreiben. "Andernfalls könnte es passieren, dass der
Forschungs- und Industriestandort Deutschland durch den Wissensverlust
entscheidende Trends verschläft," warnt Krausa. |
