[11.10.2007] Zwei deutsche Naturwissenschaftler haben nicht nur das Nobelpreiskomitee überzeugt, auch die Ingenieurleistungen werden immer mehr anerkannt. Zu den Nominierten des Deutschen Zukunftspreises 2007, der einmal jährlich durch den Bundespräsidenten vergeben wird, gehört auch ein Professor der Universität Duisburg-Essen: Prof. Dr.-Ing. Paul Roth.

Der Nanowissenschaftler hat als Professor im Maschinenbau das Institut für Verbrennung und Gasdynamik an der UDE aufgebaut und ist Mitglied eines dreiköpfigen Entwicklungsteams unter der Leitung von Dr. Andreas Gutsch (Evonik Industries AG), das gemeinsam die Grundlagen für eine sicherere und leistungsfähigere Lithium-Ionen-Batterie erforscht hat. Der Preis wird am 6. Dezember in Berlin übergeben. Rektor Prof. Lothar Zechlin: „Ich freue mich sehr, dass die Kooperation zwischen der Universität Duisburg-Essen und der Evonik Industries jetzt solche Früchte trägt. Sie zeigt exemplarisch, dass an der UDE exzellente Nanowissenschaft betrieben wird und sich deren Erkenntnisse auch zügig in Marktinnovationen umsetzen lassen, wenn die Entwicklungsarbeit gemeinsam geleistet wird und die flankierenden Förderstrukturen stimmen.“

Die UDE verfügt über einen hervorragend vernetzten Expertenpool im Bereich der Nanowissenschaften. Kooperationen von der experimentellen und theoretischen Erarbeitung der Grundlagen über die ingenieurwissenschaftliche Verfahrenstechnik bis hin zur technischen Anwendung mit Industriebeteiligung ermöglichen eine außergewöhnlich breite Untersuchung neuartiger Nanomaterialien. Auf diesem Gebiet sind an der UDE mehr als 20 Forschergruppen in mehreren Sonderforschungsbereichen, Graduiertenkollegs, Exzellenzgruppen und Netzwerken aktiv, die durch die Europäische Union, das Bundesforschungsministerium und die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert werden. Voraussetzung und Ausgangspunkt für die Zukunftspreis-Nominierung war die Entwicklung von Verfahren zur Herstellung maßgeschneiderter Nanomaterialien, die in einer bislang einzigartigen Kooperation zwischen der Universität Duisburg-Essen, der Evonik Industries und der DFG gelungen ist. Die Arbeiten von Prof. Paul Roth eröffneten den Zugang zur Anwendung spezieller Nanopartikel und damit zu einer Technologie, die es möglich machte, einen neuen Separator zur Marktreife zu entwickeln.

Kleine Lithium-Ionen-Batterien werden heute schon in zahlreichen mobilen Elektronikgeräten eingesetzt. Dass sie noch nicht in Elektroautos eingebaut wurden, hängt mit ihrer mangelnden Sicherheit zusammen, da die heutigen Kunststoff-Separatoren, die Anode und Kathode in der Batterie trennen, verlieren nämlich bei Temperaturen von über 140 Grad ihre Stabilität.

Der von dem nominierten Team neu entwickelte Separatorentyp („Separion“) ist keramisch udn damit hochtemperaturstabil, aber trotzdem flexibel. Prof. Roth: „Unsere Aufgabe bestand vor allem darin, die keramischen Partikezunächst passgenau zu erzeugen und sie in einem Trägermaterial so miteinander zu vernetzen, dass sie in der Lage sind, bei hoher Temperatur stabil zu sein und gleichzeitig für die Lithiumionen durchlässig zu bleiben.“ Der neue keramische Separator macht die Batterien nachweislich sicherer, leistungsfähiger und langlebiger. Er erschließt das Anwendungsgebiet mobiler und stationärer Großbatterien. Diese neuartigen Batterien können künftig in Hybridfahrzeugen eingesetzt werden, deren Antrieb aus einem kombinierten Verbrennungs- und Elektromotor besteht. Der Benzinverbrauch kann so bei besserer Beschleunigung um die Hälfte reduziert werden. Außerdem können große Energiespeicher dazu beitragen, regenerative Energien besser zu nutzen, weil man mit ihrer Hilfe den Strom optimal „zwischenlagern“ und das Stromnetz besser ausbalancieren kann.

Zur Person: Prof. Dr.-Ing. Paul Roth (68) studierte Maschinenbau an der RWTH Aachen und promovierte dort 1971. Anschließend war er Abteilungsleiter beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt. 1985 kam an die damalige Universität Duisburg und baute hier das Institut für Verbrennung und Gasdynamik (IVG) als eine der größten und forschungsstärksten Einrichtungen in der Fakultät für Ingenieurwissenschaften auf. Es beschäftigt sich mit Themen der Partikelerzeugung und Charakterisierung, der Aerosolmesstechnik, der chemischen Kinetik und der laseroptischen In-situ-Diagnostik in reaktiven Strömungssystemen. Prof. Roth war einer der entscheidenden Handlungsträger für das profilgebende Netzwerk zwischen den Ingenieur- und Naturwissenschaftlern, das die Basis für die Einwerbung mehrerer großer DFG-Sonderforschungsbereiche (SFB) bildete. Sein Nachfolger, Prof. Dr. Christof Schulz, übernahm den Lehrstuhl 2004 unter Beibehaltung der Forschungsschwerpunkte. Das IVG ist in zahlreiche nationale wie internationale Forschungskooperationen eingebunden. Er spielt durch die Synthese von nanopartikulären Materialien eine Schlüsselrolle im Sonderforschungsbereich „Nanopartikel aus der Gasphase“ und trägt erheblich zum UDE-Profilschwerpunkt Nanowissentschaften bei, der im Center for Nanointegration Duisburg-Essen, CeNIDE, zusammengefasst ist. Der Lehrstuhl ist auch im Graduiertenkolleg „Nanotronics“ aktiv und trägt zum neu gegründeten Bachelor und Masterstudiengang „Nanoengineering“ bei.

Redaktion: Beate H. Kostka, Tel 0203/379-2430