Grit Kienzlen: Frage an meinen Kollegen Arndt Reuning: Was konnte Gerhard Ertl da noch, nach 60 Jahren, Sinnvolles beitragen?
Arndt Reuning: Fritz Haber hat erst einmal gezeigt, dass es überhaupt möglich ist, Stickstoff aus der Luft zu verwenden, um diesen Dünger herzustellen. Bosch und auch Bergius haben dann gezeigt, dass man in der Industrie damit ein Verfahren aufbauen kann. Und bis dahin ist das immer nur reine Chemie gewesen, sozusagen. Man hat ausprobiert, man hat einen Katalysator gefunden, eine Art Stein der Weisen, der diese Reaktion eben beschleunigt. Gerhard Ertl hat erst einmal im Detail geschaut, was passiert denn an der Oberfläche dieses Steines, mit dem Ziel, einen Katalysator dann maßzuschneidern, also dieses chemische Verfahren zu verbessern.
Kienzlen: Und was passiert an so einer Oberfläche?
Reuning: Das sind verschiedene Schritte. Wie kann man das alles zerlegen? Die Gasteilchen, die müssen erst einmal andocken an der Oberfläche. Dann können sie auf dieser Oberfläche entlang gleiten, sie zerbrechen eventuell und die einzelnen Bruchstücke müssen sich finden und dann wieder zu den neuen Produkten verbinden und die Oberfläche natürlich wieder verlassen.
Kienzlen: Das klingt spannend, aber wie untersucht man den so was?
Reuning: Direkt sehen kann man das natürlich nicht. Deshalb hat sich Gerhard Ertl einige Methoden aus einer anderen Sparte ausgeliehen. Das war in der Anfangszeit vor allem die Ultrahochvakuumtechnik aus der Halbleiterindustrie in den 60er Jahren, mit verschiedenen Methoden der Beugung. Das heißt, man beschießt diese Oberfläche mit Teilchen, und wie bei einem Billiardspiel fliegen die dann nach verschiedenen Richtungen weg. Damit kann man dann schauen: Liegen auf dieser Oberfläche einzelne Moleküle vor, Verbünde von Atomen oder sind das einzelne Atome schon? Wie sehen die im Detail aus?
Kienzlen: Und was hat er dabei herausbekommen? Also was konnte er dadurch über die Chemie erfahren?
Reuning: Das Wichtige ist immer zu finden, welches ist der langsamste Schritt. Der ist ja maßgebend für die Gesamtreaktion, für die Geschwindigkeit, mit der sie abläuft. Bei der Haber-Bosch-Synthese zum Beispiel konnte er zeigen, das ist das Zerbrechen des Stickstoffs, nicht zum Beispiel des Wasserstoffs.
Arndt Reuning: Fritz Haber hat erst einmal gezeigt, dass es überhaupt möglich ist, Stickstoff aus der Luft zu verwenden, um diesen Dünger herzustellen. Bosch und auch Bergius haben dann gezeigt, dass man in der Industrie damit ein Verfahren aufbauen kann. Und bis dahin ist das immer nur reine Chemie gewesen, sozusagen. Man hat ausprobiert, man hat einen Katalysator gefunden, eine Art Stein der Weisen, der diese Reaktion eben beschleunigt. Gerhard Ertl hat erst einmal im Detail geschaut, was passiert denn an der Oberfläche dieses Steines, mit dem Ziel, einen Katalysator dann maßzuschneidern, also dieses chemische Verfahren zu verbessern.
Kienzlen: Und was passiert an so einer Oberfläche?
Reuning: Das sind verschiedene Schritte. Wie kann man das alles zerlegen? Die Gasteilchen, die müssen erst einmal andocken an der Oberfläche. Dann können sie auf dieser Oberfläche entlang gleiten, sie zerbrechen eventuell und die einzelnen Bruchstücke müssen sich finden und dann wieder zu den neuen Produkten verbinden und die Oberfläche natürlich wieder verlassen.
Kienzlen: Das klingt spannend, aber wie untersucht man den so was?
Reuning: Direkt sehen kann man das natürlich nicht. Deshalb hat sich Gerhard Ertl einige Methoden aus einer anderen Sparte ausgeliehen. Das war in der Anfangszeit vor allem die Ultrahochvakuumtechnik aus der Halbleiterindustrie in den 60er Jahren, mit verschiedenen Methoden der Beugung. Das heißt, man beschießt diese Oberfläche mit Teilchen, und wie bei einem Billiardspiel fliegen die dann nach verschiedenen Richtungen weg. Damit kann man dann schauen: Liegen auf dieser Oberfläche einzelne Moleküle vor, Verbünde von Atomen oder sind das einzelne Atome schon? Wie sehen die im Detail aus?
Kienzlen: Und was hat er dabei herausbekommen? Also was konnte er dadurch über die Chemie erfahren?
Reuning: Das Wichtige ist immer zu finden, welches ist der langsamste Schritt. Der ist ja maßgebend für die Gesamtreaktion, für die Geschwindigkeit, mit der sie abläuft. Bei der Haber-Bosch-Synthese zum Beispiel konnte er zeigen, das ist das Zerbrechen des Stickstoffs, nicht zum Beispiel des Wasserstoffs.