Solarzellen nach dem Vorbild der Natur

Diels-Planck-Lecture-Auszeichnung für Chemiker Michael Grätzel

Professor Michael Grätzel von der École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Schweiz, hat die diesjährige Diels-Planck-Lecture-Auszeichnung des Forschungsschwerpunkts „KiNSIS“ (Kiel Nano, Surface and Interface Science) erhalten.

Die Diels-Planck-Medaille, die Prof. Grätzel erhalten hat, wurde aus einer Siliziumscheibe im Reinraum des Kieler Nanolabors hergestellt. Auf ihr sind die Nobelpreisträger Max Planck und Otto Diels, die Begründer der Kieler Nanowissenschaften, zu sehen. © Sebastian Maas, CAU

Der interdisziplinäre Zusammenschluss auf dem Gebiet der Nanowissenschaften an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) würdigt damit Grätzels herausragende Forschung auf dem Gebiet der Photochemie. Grätzel gilt als Erfinder eines neuen Typs von effizienten Solarzellen, die zudem kostengünstig herzustellen sind. Bereits zum siebten Mal ehrt KiNSIS damit international renommierte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Nano- und Oberflächenwissenschaften für außergewöhnliche Forschung über die Grenzen von Disziplinen hinweg. Die Preisverleihung und ein Festvortrag fanden virtuell im Rahmen der Online-Tagung „27. Lecture Conference on Photochemistry“ der Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh) statt.

Die Funktionsweise der sogenannten „Grätzel-Zelle“ ahmt den natürlichen Prozess der Photosynthese in Pflanzen nach. Die Rolle des natürlichen Farbstoffs Chlorophyll übernehmen dabei sensibilisierende künstliche Farbstoffmoleküle: Sie übertragen Elektronen auf ein Netz von Nanopartikeln aus Halbleiteroxiden, das elektrische Energie erzeugt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Solarzellen aus hochreinem und teurem Silizium werden für die Grätzel-Zelle relativ preiswerte Materialien verwendet. In ihrer Weiterentwicklung wurden die organischen Farbstoffe mittlerweile durch das Material Perowskit und der flüssige Elektrolyt durch organische Halbleiter ersetzt. Die sogenannten Perowskit-Solarzellen erzielen heute einen Wirkungsgrad bei der Umwandlung von Sonnenlicht in Elektrizität von über 25% und zeichnen sich damit sowohl durch Stabilität als auch Effizienz aus.

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„Grätzels Solarzelle stellt einen der vielversprechendsten Ansätze zur Nutzung der Sonnenenergie dar – nicht umsonst wird er schon lange als Kandidat für einen Chemienobelpreis gehandelt. Mit über 1.600 wissenschaftlichen Arbeiten, die bisher über 313.000 Mal zitiert wurden, ist er einer der einflussreichsten Chemiker weltweit“, betonte Rainer Herges, Professor für Organische Chemie an der CAU und Veranstalter der Tagung, in seiner Laudatio. „Wir freuen uns, mit Professor Michael Grätzel jemanden auszuzeichnen, der grundlegende Pionierarbeit für die Energieforschung geleistet hat, einem der gesellschaftlich wichtigsten Bereiche der Zukunft. Seine Arbeit an der Schnittstelle von Chemie, Physik und Materialwissenschaft spiegelt auch die Bedeutung interdisziplinärer Forschung wider, die einen zentralen Grundsatz von KiNSIS bildet“, so KiNSIS-Sprecher Professor Jeffrey McCord.

Professor Michael Grätzel. © EPFL - Alain Herzog

Bei der GDCh-Tagung hielt Grätzel mit der Diels-Planck-Lecture einen Festvortrag zu seiner Forschung und bildete damit ein Highlight der zweitägigen Veranstaltung. Vorträge aus insgesamt acht Ländern zeigten die Breite der aktuellen Forschung auf dem Gebiet der Photochemie. Dazu gehört auch das hochaktuelle Forschungsfeld der Photopharmakologie. Hier wird ein zuvor inaktiver Wirkstoff erst am Wirkort, zum Beispiel einem Tumor, per Licht aktiviert, um Nebenwirkungen am gesunden Gewebe zu vermeiden. Die Tagung wird alle zwei Jahre von der Fachgruppe Photochemie der GDCh organisiert. Ursprünglich sollte sie in diesem Jahr an der CAU stattfinden. Aufgrund der aktuellen Corona-Pandemie wurde sie jedoch als Online-Format abgehalten, um trotzdem fachliche Austauschmöglichkeiten, insbesondere für Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler, zu bieten.

Der Preisträger Michael Grätzel
Michael Grätzel wurde 1944 in Dorfchemnitz in Sachsen geboren und studierte Chemie an der Freien Universität Berlin. 1972 wurde er in Physikalischer Chemie an der Technischen Universität Berlin promoviert. Nach einem Postdoctoral Fellowship an der University of Notre Dame in den USA habilitierte er sich 1976 an der FU Berlin und wechselte im Anschluss als Associated Professor für Physikalische Chemie an die École Polytechnique Fédérale in Lausanne (EPFL). 1981 wurde er als Professor und Direktor des Laboratory of Photonics and Interfaces an der EPFL berufen. Neben mehreren Gastprofessuren in Singapur, Paris und Berkeley hat er zahlreiche hochrangige Auszeichnungen erhalten. Grätzels h-Index – eine Kennzahl für das weltweite Ansehen eines Wissenschaftlers oder einer Wissenschaftlerin in Fachkreisen, basierend auf der Anzahl der Zitate in anderen Publikationen – liegt bei 250.

Die Diels-Planck-Lecture-Auszeichnung
Seit 2014 ehren die Mitglieder des Forschungsschwerpunkts KiNSIS (Kiel Nano, Surface and Interface Science) der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) herausragende internationale Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf dem Gebiet der Nano- und Oberflächenwissenschaften mit der Diels-Planck-Lecture-Auszeichnung. In einem öffentlichen Vortrag, der Diels-Planck-Lecture, geben die Preisträgerinnen und Preisträger Einblicke in ihre aktuelle Forschung. Der Name der Auszeichnung geht zurück auf die Begründer der Kieler Nanowissenschaften, die Nobelpreisträger Max Planck und Otto Diels. Max Planck, in Kiel geboren, wurde 1885 auf eine Professur für theoretische Physik an die Universität Kiel berufen. Otto Diels war von 1915 bis 1945 Chemie-Professor in Kiel. Weitere Informationen zur Auszeichnung unter: www.kinsis.uni-kiel.de/de/diels-planck-lecture.

Quelle: Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU)

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