Interview : „Geld, Geduld und Glück“

Der Berliner Nobelpreisträger Gerhard Ertl über seine Erfolgsformel und das Forschen in Deutschland.

Gerhard Ertl
Gerhard Ertl an seinem Arbeitsplatz in Berlin. -Foto: dpa

  Nach der Bekanntgabe Ihres Nobelpreises haben Sie am Mittwochabend noch die Möglichkeit gehabt, ein paar Worte mit Peter Grünberg zu wechseln und gemeinsam mit ihm auf Ihre beiden Nobelpreise anzustoßen. Das ganze Land staunt über diesen Doppelerfolg. Sie auch?

Ja! Als ich am Mittwochmorgen beim Frühstück saß, habe ich mit meiner Frau darüber gesprochen, dass ein Deutscher mit dem Physik-Nobelpreis ausgezeichnet wurde. Sie meinte noch: Na ja, dann wird heute nicht noch einmal ein Deutscher drankommen.

Sehen Sie in diesem zweifachen Erfolg eine Art Lackmustest für die Qualität der deutschen Forschung?

Ich glaube schon. Dass es gleich zwei sind, ist natürlich eine Koinzidenz. Aber wir konnten in der Wissenschaft immer schon mithalten mit dem, was in anderen Ländern gemacht wird, auch in den USA.

Peter Grünberg erhält den Physik-Nobelpreis für eine überraschende Entdeckung, die unser aller Computer flotter gemacht hat. Er ist Hobby-Golfer und hat sozusagen mit einem gekonnten Schlag eingelocht. Haben Sie auch manchmal von so einem „Heureka“-Erlebnis geträumt?

Das Gebiet, auf dem ich gearbeitet habe, war nicht dazu angelegt, einen derartigen Coup zu landen. So etwas kann man auch nicht einplanen.

Aber man darf doch träumen.

Es gab viele kleine Erfolgserlebnisse, Belohnungen, die man sich selbst verschafft, wenn man plötzlich erkennt: Aha, so ist das!

Als passionierter Musiker haben Sie es auch im Klavierspiel zu einer gewissen Perfektion gebracht. Ist das Studium molekularer chemischer Prozesse ein ähnliches Geduldspiel wie das Erlernen eines Instruments?

Geduld braucht man auf jeden Fall. Wer als Wissenschaftler erfolgreich sein will, braucht die drei großen Gs: Geld, Geduld und Glück.

Ihr wissenschaftliches Werk zeichnet sich dadurch aus, dass Sie als Physiker die jeweils neuesten Techniken und Analysemethoden in die Chemie hineingetragen haben. Haben Sie ein besonderes Faible für Werkstätten und Elektronik?

Als ich anfing, Physik zu studieren, war es noch Voraussetzung, dass man vorher ein halbjähriges Industriepraktikum macht. Bei AEG habe ich wie ein Lehrling gelernt, zu feilen und an der Drehbank zu arbeiten. Ich habe immer einen Zugang zu dem gehabt, was als Apparatur vor mir auf dem Tisch steht.

Arbeiten Sie gerne mit den Händen?

Ich würde nicht sagen, dass ich ausgesprochen geschickt bin. Aber es hat mir immer viel Spaß gemacht.

In Ihrem Labor rattern Vakuumpumpen, Laserblitze schießen über die Tische – das galt lange nicht als das übliche Chemikerambiente.

Ich bin ja auch Physiker!

Sie haben einmal gesagt, Ihr Forschungsgebiet, die Oberflächenchemie, sei erst langsam von einer Art schwarzer Magie in eine exakte Wissenschaft überführt worden. Was meinten Sie damit?

Die technischen Prozesse, die die Katalyse verwenden, sind ausgereift. Sie sind zum Teil 100 Jahre alt. Aber sie beruhen weitgehend auf empirischen Untersuchungen. Man hat einfach ausprobiert: Wie geht’s am besten? Aber man hat nicht richtig gewusst, warum das so ist. Katalysatoren sind meist komplexe Systeme. Das ist immer noch Magie. Sie spielt in der Industrie weiterhin eine große Rolle. Was wir gesucht haben, sind einfache Modellsysteme, an denen wir die Prinzipien erkennen können.

In den 60er und 70er Jahren haben Sie die Vakuumtechnik in die Chemie eingeführt. War das ein bedeutender Schritt weg von der schwarzen Magie?

Das ist eine der Voraussetzungen, um Modellsysteme untersuchen zu können. Man kann auf diese Weise vermeiden, dass Oberflächen verunreinigt werden.

Ihre wichtigste Reihe von Entdeckungen betrifft die Synthese von Ammoniak. Das industrielle Verfahren dazu haben Fritz Haber und Karl Bosch vor dem Krieg entwickelt. Es hat die weltweite Düngemittelproduktion angestoßen und eine andere Art der Landwirtschaft hervorgebracht. Aber wie sich bei diesem Verfahren Stickstoff und Wasserstoff zu Ammoniak zusammenfügen, haben erst Sie aufgeklärt, Schritt für Schritt. Was hat Sie damals angetrieben?

Ich war 1974 bei einer Tagung, bei der ein amerikanischer Wissenschaftler, Paul Emmet, für seine 50-jährige Tätigkeit auf dem Gebiet der Ammoniaksynthese geehrt wurde. Am Schluss sagte er: Wir wissen immer noch nicht, ob der Stickstoff dabei zuerst dissoziiert …

… sich also zuerst in Atome aufspaltet …

… und dann weiter reagiert oder ob es das Molekül ist, das die Reaktion fortführt. Da dachte ich: Das müssten wir doch mit unseren Methoden in den Griff kriegen.

Was war die größte Herausforderung?

Dass der Stickstoff so reaktionsträge ist.

Die Stickstoffmoleküle aus der Luft haben eine ziemlich feste chemische Bindung.

Es ist die stärkste chemische Bindung. Sie müssen sehr viele Moleküle zusammen haben, ehe eines davon dissoziiert.

Wie kommt es dann, dass sich diese Bindung plötzlich auflöst?

Wenn Sie aus einem Stickstoffmolekül zwei Atome machen, können diese beiden Atome stark an eine Oberfläche gebunden werden. Insgesamt gewinnt das System dabei Energie. Aber zuerst muss die Bindung aufbrechen, das heißt, das System muss über eine Energiebarriere drüber.

Dabei spielt die gewählte Oberfläche offenbar eine wichtige Rolle. Oberflächen sind die Haut, über die jeder Körper mit seiner Umgebung in Verbindung steht. Eine solche Oberfläche kann korrodieren, etwa rosten, sie kann aber auch wie bei der Ammoniaksynthese eine chemische Reaktion beschleunigen. Wie ist so etwas möglich?

Wenn sie ein Stück Metall haben, dann sind im Innern alle Atome von Nachbarn umgeben. Sie sind chemisch gesättigt. An der Oberfläche fehlt ihnen ein Teil der Nachbarn. Sie gehen daher gerne mit ankommenden Partnern neue Bindungen ein. Und genau das passiert hier. Die Oberfläche ist in der Lage, Bindungen mit Stickstoffatomen einzugehen, die dann ihrerseits mit Wasserstoffatomen reagieren, die auf der Oberfläche hin und her diffundieren. So entsteht schrittweise NH3 …

… also Ammoniak …

… das die Oberfläche letztlich verlässt.

Wo liegen die Probleme?

Wenn Sie eine Million Moleküle brauchen, damit eins reagiert, dann reicht auf der anderen Seite auch ein Fremdmolekül, um den Platz auf der Oberfläche sofort zu besetzen. Man muss extrem sorgfältig arbeiten, was die Reinheit der Gase betrifft.

Nach der detaillierten Aufklärung des Haber-Bosch-Verfahrens haben Sie sich in Ihrer Berliner Zeit intensiv mit Platinoberflächen und der Chemie von Abgaskatalysatoren auseinandergesetzt. Was hat Sie dazu veranlasst, 1986 von München nach Berlin zu kommen?

Ich konnte hier Nachfolger meines Lehrers werden und am Max-Planck-Institut die Freiheit der Forschung genießen – im Gegensatz zur Uni, wo ich in den Lehr- und Prüfungsbetrieb eingebunden war.

Sie hatten zuvor Gastprofessuren in USA. Hat es Sie nie gereizt, dort zu bleiben?

Ich habe ein Angebot gehabt, nach Santa Barbara zu gehen, und ernsthaft darüber nachgedacht. Das war 1981. Aber dann stellte ich fest, dass die Konditionen dort nicht vergleichbar sind mit denen, die man hierzulande hat. Man hätte mir dort zwar zunächst einen guten Weg eröffnet, aber dann hätte ich alles weitere Geld selbst einwerben müssen, von der Sekretärin angefangen bis zum Assistenten.

Also auch das Geld für Ihre technisch anspruchsvollen Apparaturen. Sie haben Rastersondenmikroskope für die Chemie nutzbar gemacht und verbessert. Ist eine derart aufwendige und langfristige Grundlagenforschung an einem Max-Planck-Institut eher möglich als einer Hochschule?

Zweifellos. Nicht nur wegen der Finanzmittel, auch wegen der Infrastruktur. Sie haben hier Techniker, Postdocs und so weiter. Das ist ein Riesenvorteil der Max-Planck-Gesellschaft.

Auch der Physik-Nobelpreisträger Peter Grünberg arbeitet außerhalb der Uni. Während außeruniversitäre Einrichtungen zum Teil exzellente Bedingungen bieten, sind die besten Unis hierzulande für qualifizierte Forscher, insbesondere für den ausländischen Nachwuchs, weniger attraktiv als die amerikanischen Spitzenuniversitäten. Wären ein Berkeley oder Harvard auch in Deutschland möglich?

Wenn Sie schauen, wie viel Geld dort pro Student zu Verfügung steht, dann liegt das Größenordnungen über dem, was eine deutsche Hochschule bieten kann. Was die Exzellenzinitiative beabsichtigt, ist ein Tropfen auf dem heißen Stein.

Warum?

Ob nun 10 000 Euro pro Student im Jahr ausgegeben werden oder durch die Exzellenzinitiative vielleicht 11 000 Euro, das macht den Kohl nicht fett.

Sie waren Vizepräsident der Deutschen Forschungsgemeinschaft. Wie beurteilen Sie die Versuche der Politik, die Qualität der Forschung zu verbessern?

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft ist eine Institution, um die wir in der ganzen Welt beneidet werden. Wenn Sie als Forscher eine gute Idee haben und dort einen Antrag stellen, bekommen Sie von dort Geld. Ich würde die Fördermittel, die man zusätzlich in die Forschung stecken möchte, der DFG geben.

Sie wurden seit Jahren als Nobelpreis-Kandidat gehandelt. Allerdings sind Sie damit eine Ausnahme unter Berliner Forschern.

Es gibt noch andere herausragende Kollegen, etwa Helmut Schwarz an der TU.

Versprechen Sie sich von dem Nobelpreis eine katalytische Wirkung für die Stadt?

Das würde ich mir natürlich wünschen. Vor allem, dass sich mehr junge Leute zum naturwissenschaftlichen Studium hingezogen fühlen.

Sie haben ein paar Freudentränen vergossen, als Sie die Nachricht aus Stockholm erhielten. Der Nobelpreis ist die Bestätigung für einen ausdauernden und eigenwilligen Weg, den Sie als Wissenschaftler gegangen sind. Wem fühlen Sie sich dabei am meisten zu Dank verpflichtet?

Ich habe eine Schar von begeisterten Postdocs und Doktoranden gehabt. Meine Arbeit war nie Einzelleistung, sondern Ergebnis einer Teamarbeit.

Was verbirgt sich unter der Oberfläche des diesjährigen Chemie-Nobelpreisträgers? Aus welchen Quellen schöpft diese Begeisterung für die Forschung, die Sie noch immer Tag für Tag ins Institut treibt?

Wenn man sein Leben lang forscht, kann das nicht plötzlich damit aufhören, dass man in den Ruhestand geht. Das ist kein Job wie jeder andere. Ich bin einfach neugierig.

Gegenwärtig schreiben Sie an einem Buch über die Katalyse. Beneiden Sie manchmal Ihre Kollegen aus Kunst und Kultur darum, dass deren Werken nicht nur viel mehr Aufmerksamkeit, sondern vor allem mehr Verständnis entgegengebracht wird?

Das Buch resultiert aus einer Vorlesungsreihe, die ich im Frühjahr an der Cornell-Universität in New York gehalten habe. Hinterher hat man mich gedrängt, daraus ein Buch zu machen. Ich kann mich nicht über mangelnde Resonanz beklagen.

Aber außerhalb der Wissenschaft? Den meisten heutigen Intellektuellen sind die Konzepte der Naturwissenschaft doch ziemlich fremd.

Ich habe das Gefühl, das ist in unserem Land immer noch die Konsequenz eines Bildungsideals, das aus dem 19. Jahrhundert stammt. Von Goethe nie etwas gehört zu haben, traut sich niemand zu sagen. Aber man brüstet sich damit, von Chemie und Physik nichts zu verstehen. Das ist manchmal schon erschütternd.

Am Tag der Verleihung des Nobelpreises sind Sie eigentlich als Cembalist für ein Konzert eingeplant. Wie werden Sie sich entscheiden?

Ich fahre natürlich nach Stockholm! Das ist höhere Gewalt.


Das Interview führte Thomas de Padova.  

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