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Neuen Energiespeichern auf der Spur

Elektronenmikroskop
Materialwissenschaftlerinnen und -wissenschaftler beschäftigen sich mit der Erforschung grundlegender physikalischer und chemischer Vorgänge.
Foto: Martin Rehm

Materialwissenschaftler

Neuen Energiespeichern auf der Spur

Der Materialwissenschaftler Dr. Christoph Bäumer (31) forscht an der Stanford University in den USA. Neben seiner Arbeit im Labor lehrt er an der Hochschule, betreut Studierende und Doktoranden und hält Vorträge auf internationalen Konferenzen.

In seiner Rolle als Postdoc-Wissenschaftler beschäftigt Dr. Christoph Bäumer sich mit den Speichermöglichkeiten von elektrischer Energie in Wasserstoff. „Uns interessiert hier vor allem die Frage, wie man mit Hilfe von Wasserspaltung elektrischen Strom aus Sonnen- und Windenergie noch effizienter in Form von Wasserstoff zwischenspeichern kann“, erklärt der 31-Jährige, der in den Laboren des Department of Materials Science and Engineering der Standford University in Kalifornien arbeitet. Ein Anwendungsfeld für seine Forschungsarbeit wäre zum Beispiel das Wasserstoffauto. In Wasserstoff gespeicherte Energie könnte in der Brennstoffzelle des Autos wieder zu Strom werden. Der Vorteil: Das Auto hätte eine größere Reichweite und wäre mehrere hundert Kilogramm leichter als vergleichbare Elektroautos. Zusätzlich könnte man knappe Ressourcen wie Kobalt schonen, die für die Batterieherstellung notwendig sind.

 

Portrait Dr. Christoph Bäumer

Dr. Christoph Bäumer

Foto: Forschungszentrum Jülich / Sascha Kreklau

Im Labor untersucht Dr. Christoph Bäumer physikalische und chemische Vorgänge mit einem speziellen Mikroskop im Nanometerbereich. Außerdem bestimmt er die Eigenschaften verschiedener Materialien mithilfe von Spektroskopie, einer physikalischen Methode zur Messung von Strahlung. Die Ergebnisse wertet der Wissenschaftler am Computer aus, um zu verstehen, wie die Katalysator-Materialien die Wasserspaltung ermöglichen.

 Innovative Mikrochips

Seinen Bachelor in Materialwissenschaften absolvierte Dr. Christoph Bäumer an der RWTH Aachen. Im Anschluss daran zog es ihn für das aufbauende Masterstudium in die USA, an die University of Illinois at Urbana Champaign. Im Zuge seiner Doktorarbeit am Peter Grünberg Institut des Forschungszentrums Jülich beschäftigte der Naturwissenschaftler sich mit Computer-Mikrochips. Er untersuchte die elektrische Struktur von sogenannten Nanoschaltern und testete neue, dünne Metall-Oxid-Schichten, um Mikrochips effektiver zu machen. Dies hat Auswirkungen auf viele Bereiche, in denen Mikrochips verbaut sind, etwa Smartphones. Mit solchen Chips müssten sie seltener aufgeladen werden, da sie mehr Speicherkapazität hätten. Die Kombination verschiedener Technologien und Materialien ist für zukünftige Innovationen in diesem Bereich sehr wichtig. „Welche Technologien und Materialien welchen Zweck am besten erfüllen werden, dazu ist noch viel Grundlagenforschung nötig“, erklärt Dr. Christoph Bäumer.

Forschung und Lehre

Beschäftigt ist Dr. Christoph Bäumer an der Stanford University derzeit über die Marie-Sklodowska-Curie-Maßnahmen (MSCA) der Europäischen Union, einem Förderungsprogramm für Wissenschaftler. Neben seiner Forschungsarbeit hält er Vorlesungen und betreut Doktoranden und Masterstudierende. Zu seiner Arbeit gehört auch, dass er regelmäßig nationale und internationale Wissenschaftsartikel verfasst und veröffentlicht. Darüber hinaus besucht der Materialwissenschaftler regelmäßig Konferenzen, bei denen er Vorträge hält und mit anderen Wissenschaftlern über bestimmte Forschungsthemen diskutiert. Er lobt vor allem die interdisziplinäre Ausrichtung der Materialwissenschaften, die in den USA schon seit den 1940er und 1950er Jahren vorangetrieben wird. In Deutschland sei dies vergleichsweise spät erfolgt. „Aber wir holen hier auf – was sowohl die zunehmende Anzahl der interdisziplinären Forschungscluster als auch der angebotenen Materialwissenschaftsstudiengänge zeigt“, sagt Dr. Christoph Bäumer.

Weitere Zukunftsplanung

Als nächste berufliche Station strebt der Wissenschaftler eine feste Stelle in der Forschung oder an einer Universität an. In die Industrie oder Wirtschaft zieht es ihn weniger, da ihn die Grundlagenforschung stärker interessiert. „Das war auch meine Motivation für das Studium. Als Materialwissenschaftler will ich durch ein erweitertes Verständnis von grundlegenden physikalischen und chemischen Vorgängen einen Beitrag zu den wichtigen Herausforderungen unserer Zeit leisten, etwa bei der Lösung des Klimawandels“, sagt Dr. Christoph Bäumer.

abi>> 13.06.2019