© Jan Zappner

Kontakt

Photo of Dr. Ricarda  Opitz
Dr. Ricarda Opitz
Leiterin Wissenschaft | Stellvertretung der Generalsekretärin
Forschungsinfrastrukturen
Leibniz-Gemeinschaft
Chausseestraße 111
10115 Berlin
Tel.: 030 / 20 60 49 - 57

Die Preisträger 2006

Dr. Bernhard Holzapfel und Prof. Ludwig Schultz: Revolution in der Energietechnik

Dr. Bernhard Holzapfel und Prof. Ludwig Schultz vom Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung in Dresden werden für ihre grundlagen- und anwendungsbezogenen Forschungsarbeiten auf dem Gebiet der Hochtemperatursupraleiter (HTSL) ausgezeichnet. Die Arbeiten der beiden Physiker machen zum Beispiel widerstandsfreie Stromleitungen möglich.

Das Phänomen Supraleitung, also vollkommen verlustfreier Stromtransport, fasziniert seit der Entdeckung der ersten Supraleiter im Jahre 1911 Wissenschaftler und Laien gleichermaßen. Als vor genau 20 Jahren die Entdeckung der Hochtemperatursupraleitung in oxidischen Keramiken durch den Deutschen Georg Bednorz und den Schweizer Alex Müller bekannt wurde, führte dies schnell zu euphorischen Anwendungsvisionen in Elektronik, Messtechnik und Energietechnik. Die damals einsetzende und intensiv öffentlich geförderte grundlagen- und anwendungsorientierte Forschung zeigte in den folgenden Jahren aber sehr deutlich, dass ein harter Weg von der Entdeckung des Phänomens bis zum Verständnis und zur technologischen Anwendung dieser Materialklasse zu überwinden ist. Für Anwendungen in der Energietechnik werden Kilometer lange Drähte und Kabel mit hoher Stromtragfähigkeit benötigt. Das ist für die Materialklasse der Hochtemperatursupraleiter (HTSL) eine materialwissenschaftliche Herausforderung ersten Ranges. Zum einen lassen sich die spröden Keramiken nicht – wie zum Beispiel metallisches Kupfer – durch einfache mechanische Verformung zu langen Drähten ziehen. Zum anderen zeigte sich, dass eine hohe Stromtragfähigkeit der Hochtemperatursupraleiter nur in weitgehend einkristallinen Bereichen möglich ist.

Es mussten also völlig neuartige Technologien entwickelt werden, die die Herstellung kilometerlanger, nahezu einkristalliner Drähte erlauben. Darüber hinaus müssen derartige Herstellungstechniken kostengünstig und skalierbar sein, um den Verdrängungswettbewerb mit dem konventionellen Leitermaterial Kupfer erfolgreich bestehen zu können. "Aufgrund der von Bernhard Holzapfel und Ludwig Schultz gemeinsam durchgeführten wegbereitenden Grundlagenarbeiten für die erfolgreiche Realisierung von HTSL-Bandleitern hat die Materialforschung auf diesem Gebiet nunmehr einen Stand erreicht, der eine umfassende technologische Anwendung im Bereich der Energietechnik realisierbar erscheinen lässt", heißt es in der Begründung der Jury. Durch ihre von Beginn an interdisziplinäre Herangehensweise konnten Dr. Bernhard Holzapfel und Prof. Ludwig Schultz entscheidende Beiträge erarbeiten, die nunmehr die Basis für die technologische Realisierung von Hochtemperatursupraleiterkabeln bilden und aktuell von mehreren Firmen genutzt werden. Stromkabel auf HTSL-Basis, die verlustfrei Strom leiten, könnten eines Tages zur Entschärfung der sich abzeichnenden Energiekrise beitragen. Der zu erwartende praktische Nutzen der Arbeiten ist mit ein Preiskriterium.

Seit 1990 arbeiten Dr. Bernhard Holzapfel und Prof. Ludwig Schultz, erst bei der Siemens AG und dann am Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, gemeinsam erfolgreich auf dem Gebiet der Hochtemperatursupraleitung.