"Man muss das Glück beim Schopf packen"

Interview

Johannes Georg Bednorz erhielt für die Entdeckung des ersten Hochtemperatursupraleiters den Physik-Nobelpreis - die Technologie für den verlustfreien Energietransport steht heute zum Einsatz bereit

Standard: Sie sprechen bei der Europäischen Rohstoffkonferenz Eumicon in Leoben über Hochtemperatursupraleiter. Worum geht's dabei?

Bednorz: Die Hochtemperatursupraleitung bildet eine Schlüsseltechnologie des 21. Jahrhunderts. Weil wir mit ihr Energie besser transportieren und effizienter nutzen sowie die Systeme auch umweltfreundlicher gestalten können. Aber es gibt Ursachen dafür, dass wir noch keine Leitungen für den widerstandslosen Transport von Energie haben und nicht schon alle Elektromotoren mit Spulen aus Hochtemperatursupraleitern bestückt sind.

Standard: Was sind die Gründe?

Bednorz: Die Technologie selbst steht bereit, aber die Industrie zögert wegen der hohen Investitionskosten, die Konzepte zu übernehmen. Der Preis für den supraleitenden Draht ist noch relativ hoch und wird erst langsam auf das Niveau von Kupfer sinken.

Standard: Bisher gibt es nur vereinzelte Anwendungsbeispiele.

Bednorz: Es gibt eine Reihe von Kabelprojekten rund um den Globus, die in der Testphase sind. Ein Beispiel ist das Projekt auf Long Island in den USA. Hier hat man zwei Verteilerstationen in einem Stromnetz durch 600 Meter supraleitende Kabel verbunden: Die drei Kabel haben jeweils einen Durchmesser von nur 15 bis 20 Zentimetern und transportieren eine Energie von rund 600 Megawatt. Das entspricht der Leistung eines mittleren Kernkraftwerks. Die Vorteile: Es fließt viel Energie auf wenig Raum, es gibt keine Energieverluste durch elektrischen Widerstand.

Standard: Was muss für einen umfassenden Technologieeinsatz geschehen?

Bednorz: Jedes Kabel ist ein kompliziertes Gebilde. Es beinhaltet ein Geflecht aus supraleitenden Drähten, die Stromtransporter. Für 600 Meter Kabel braucht man 150 Kilometer supraleitenden Draht. Die Weltjahresproduktion lag im letzten Jahr bei 1000 Kilometern. Aus diesen will man auch Generatoren und Motoren machen und Magnete konstruieren; der Vorrat ist also schnell aufgebraucht. Es müssen erst neue Produktionsstätten mit hohen Kapazitäten aufgebaut werden.

Standard: Die Supraleitung wurde 1911 bei metallischen Stoffen nahe dem absoluten Nullpunkt von minus 273 Grad Celsius entdeckt. Es vergingen 75 Jahre, bis Ihre keramischen Materialien zeigten, dass es auch bei minus 238 Grad geht. Seither gibt es eine Jagd auf Stoffe mit noch höheren derartigen Sprungtemperaturen. Wo steht man heute?

Bednorz: Wir haben mit der Verwendung von Oxiden den wegweisenden Schritt zur Hochtemperatursupraleitung gemacht. Die Materialien hatten als Schlüsselelemente Kupfer und Sauerstoff. Auch die in den Jahren darauf entdeckten Verbindungen basierten auf diesen Grundbausteinen - mit minimalen chemischen Veränderungen oder einem geänderten Verhältnis der Kupfer- und Sauerstoffatome. Der Rekord in der Gruppe dieser sogenannten Kuprate liegt seit 1992 bei 138 Kelvin, also minus 135 Grad Celsius.

Standard: Japanische Forscher entdeckten 2006 auch eisenhaltige Supraleiter.

Bednorz: Doch dieses Material erreicht sein Maximum bei 58 Kelvin. Und es muss auch gesagt werden, dass alle diese Entdeckungen nicht vorauszusehen waren.

Standard: Was ist heute das vielversprechendste Material?

Bednorz: Bei derzeitigem Stand machen die Kuprate in den nächsten Jahren das Rennen.

Standard: Bisher scheint viel Glück bei der Supraleiterentwicklung eine Rolle gespielt zu haben.

Bednorz: Ja. Doch man muss vorbereitet sein, das Glück am Schopf zu packen. Mein Kollege Alex Müller und ich haben die Suche nach Supraleitung bei Oxiden gestartet, weil wir mit Oxiden gewisse Erfahrung und ein Modell hatten, nach dem ein supraleitfähiges Material zu synthetisieren sei. Doch da war lange der Wurm drinnen. Eines Tages habe ich zufällig einen Artikel gefunden, der sich mit Kupraten beschäftigte. Das Material ähnelte unserem, doch der Ansatz, bestimmte Ionen im Kristallgitter auszutauschen, war ein anderer. Es kam mir wie ein Geistesblitz: So könnte es gehen. Wir haben den ersten Supraleiter nach diesem Modell synthetisiert.

Standard: Sie erhielten den Nobelpreis mit 37 Jahren. Warum waren Sie schneller als andere?

Bednorz: Das lag sicher auch an einer gewissen Bereitschaft zum Risiko, es mit den Oxiden zu versuchen. Es hätte schiefgehen können. So haben wir das Projekt quasi unter dem Tisch durchgeführt und niemandem davon erzählt. Denn das hätte uns die Reputation kosten können, so weit weg von jeglicher Vorstellung war die Idee, dass man aus den Oxiden jemals Hochtemperatursupraleiter generieren könnte. So glaube ich, gilt noch heute: Wenn jemand bereit ist, auch mal etwas Neues oder Obskures anzugehen, was nicht durch allgemeines Verständnis abgesichert ist, also bereit ist, Paradigmen zu brechen, kann er das Unmögliche möglich machen. (Lena Yadlapalli/DER STANDARD, 5. 9. 2012)


Johannes Georg Bednorz, Jg. 1950, begann nach seinem Doktorat an der ETH Zürich am IBM-Forschungszentrum in Rüschlikon zu forschen. Für die "bahnbrechende Entdeckung der Supraleitung in keramischen Materialien" wurde der Deutsche gemeinsam mit Karl Alexander Müller 1987 mit dem Physik-Nobelpreis ausgezeichnet. Bednorz ist einer der Keynote-Speaker der Europäischen Rohstoffkonferenz Eumicon (19.-21. September 2012), die an der Montan-Uni in Leoben stattfindet.

Share if you care
Posten Sie als Erste(r) Ihre Meinung

Die Kommentare von Usern und Userinnen geben nicht notwendigerweise die Meinung der Redaktion wieder. Die Redaktion behält sich vor, Kommentare, welche straf- oder zivilrechtliche Normen verletzen, den guten Sitten widersprechen oder sonst dem Ansehen des Mediums zuwiderlaufen (siehe ausführliche Forenregeln), zu entfernen. Der/Die Benutzer/in kann diesfalls keine Ansprüche stellen. Weiters behält sich die derStandard.at GmbH vor, Schadenersatzansprüche geltend zu machen und strafrechtlich relevante Tatbestände zur Anzeige zu bringen.