Volker Presser
Materialforschung

Einblicke in Lieschen Müllers Energie-Zukunft

Volker Presser ist seit Dezember 2015 Professor für Energie-Materialien an der Universität des Saarlandes. Gemeinsam mit seiner Forschergruppe, die er am INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien aufgebaut hat, erforscht er dort und an der Uni unter anderem die Batteriesysteme der Zukunft, neue Methoden zur Energierückgewinnung und bessere Wasseraufbereitungsmethoden. Obwohl viele Ideen im Labor bereits hervorragend funktionieren, ist es noch oft ein langer Weg zur Alltagstauglichkeit.
Von Thorsten Mohr • 24.03.2016

Wenn man Volker Presser zuhört, woran er und seine Kollegen am INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien und an der Universität forschen, könnte man den Eindruck gewinnen: „Hey, alles wird gut. Energiewende? Kein Problem. Globale Wasserversorgung? Ein Klacks. Blitzschnell geladene und leistungsstarke Energiespeicher? Liegen morgen für 1,99 im Ladenregal.“

So einfach ist es aber leider nicht. Salopp formuliert: „Wir haben in der Forschung immer mindestens ein bis zwei Jahrzehnte Vorsprung vor dem, was Lieschen Müller dann irgendwann im Elektromarkt als Batterie kaufen kann“, erklärt der junge Professor. Zwar sind heutige Batterien und Akkus bereits sehr gut, konstatiert Volker Presser. „Hält man sich vor Augen, welche Rechenleistung beispielsweise heutige Smartphones bringen, sind die Akkus wirklich sehr gut. Auch wenn alle meckern, dass sie spätestens nach zwei Tagen wieder aufgeladen werden müssen“, fügt er augenzwinkernd hinzu. Aber vor wenigen Jahren hatten allenfalls hochgerüstete stationäre Computer die Leistung, die heutige Hosentaschentelefone bereithalten. „Wir schreiten mit unseren Anforderungen stetig voran“, erklärt der Allgäuer, der 2012 aus den USA ins Saarland kam, um am INM eine Forschergruppe aufzubauen und zu leiten.

Zuerst ab 2013 als Juniorprofessor, nun schließlich als W3-Professor für Energie-Materialien ist Volker Presser ein wichtiges Bindeglied zwischen universitärer und außeruniversitärer Forschung, die, organisatorisch zwar getrennt, doch eng miteinander verbunden sind und sich gegenseitig Auftrieb verleihen. Die Forschungsschwerpunkte der Gruppe, die derzeit aus rund 15 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern, vorwiegend Doktoranden, besteht, liegt dabei auf der Erforschung von neuen Speichermaterialien auf Kohlenstoffbasis, der grundlegenden Erforschung elektrochemischer Prozesse und der Wasseraufbereitung.

 

Wenn Sie morgens Toast machen möchten, können Sie nicht auf Sonnenschein für Solarzellen warten

Volker Presser

 

Der 33-jährige Professor kann dabei die Grundprinzipien seiner komplexen Arbeit so gut erklären, dass man zu den eingangs erwähnten Schlüssen kommen kann. „Wenn Sie morgens Toast machen möchten, können Sie nicht auf Sonnenschein für Solarzellen warten“, leitet er etwa die Erklärung einer seiner Schwerpunkte ein: Batterien, die Energie aus regenerativen Quellen so lange speichern können, bis sie tatsächlich gebraucht wird. Im Moment ist die Speicherung zum Beispiel von Wind- und Sonnenenergie ein handfestes Problem: Im Winter scheint selten die Sonne, und an Land weht weniger Wind als an der Nordsee. Das Stromnetz wird also zwangsläufig zu gewissen Zeiten und an bestimmten Orten – im Sommer und an der See – überlastet, zuweilen ist aber auch zu wenig Strom da. Mit elektrochemischen Zellen auf Kohlenstoffbasis erforschen Presser und seine Mitarbeiter potenzielle Lösungen für dieses Problem. Sie versuchen beispielsweise, die Oberfläche des porösen Werkstoffs, in welchem die elektrisch geladenen Teilchen (die Energie) gespeichert werden, zu verändern, ohne den Speicher an sich zu vergrößern. „Die Speicherzelle muss schließlich noch ins Auto passen“, erklärt Volker Presser. Indem die Wissenschaftler die Oberfläche innerhalb des Kohlenstoff-Materials vergrößern und mit anderen Materialien versehen, schaffen sie so mehr Speicherplatz, ohne die äußeren Maße zu vergrößern. Mit dieser Methode könnte man einerseits grünen Strom schnell speichern, um ihn dann, wenn er gebraucht wird, wieder abgeben zu können. Heutige Batterien sind dafür viel zu träge. Sie schaffen es schlicht nicht, die großen Mengen Strom, die in sonnen- und windreichen Zeiten anfallen, angemessen schnell und effizient zu speichern.

Neben solchen eher konkreten Arbeiten ist es Presser und seinen Kollegen vor allem auch am   Verständnis grundlegender Prozesse gelegen. „Unsere Arbeit mit der Bar-Ilan-Universität in Israel und der Tartu Universität in Estland sorgt gerade für Aufsehen. Wir haben eine neue Testmethode für Batteriematerialien entwickelt und unser Paper in Nature Materials  ist unter den zehn am häufigsten heruntergeladenen Publikationen“, erzählt Presser, der zugunsten von Saar-Uni und INM einen Ruf der renommierten TU Dresden abgelehnt hat. Der Aufsatz dreht sich um die Frage, wie sich Batterieelektroden mechanisch verhalten. So wollen die Forscher besser verstehen, was sich genau in Elektroden verändert, wenn diese geladen und entladen werden.

Wenn der junge Professor über solche Erfolge spricht, schwingt immer auch ein bisschen Vaterstolz mit in seiner Stimme. Auch, als eine Studentin und einen Studenten erwähnt, die er jüngst im Zuge eines internationalen Studiengangs (EEIGM) nach sechs Monaten im Saarland wieder nach Frankreich verabschiedete. „Beide hatten vorher noch nie in einem Labor gestanden. Nach sechs Monaten im Saarland haben sie einen sehr guten, halbstündigen Fachvortrag gehalten und arbeiten an einem wissenschaftlichen Aufsatz. Das macht einen schon ein wenig stolz auf das, was wir hier leisten“, sagt Volker Presser. „Ich liebe daher auch den Begriff ‚Doktorvater‘“, ergänzt der junge Saar-Forscher.

Nicht zuletzt ist es neben der Forschung von Volker Presser selbst auch diese „Nachwuchsarbeit“, die eines Tages auf fruchtbaren Boden fallen könnte. Wenn Pressers heutige Studenten und Doktoranden in Zukunft selbst in der Industrie tätig sind, Forschergruppen leiten und Doktoranden betreuen, sind womöglich sie es, die die Probleme von Lieschen Müllers Tochter in Angriff nehmen. Lieschen Müller selbst hat dann dank Volker Presser hoffentlich keine Probleme mehr.

 

www.presser-group.com

Quellennachweis
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    Volker Presser