Technische Universität Wien
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2007-12-13 [

Daniela Hallegger

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Jürgen Fleig – Professor für Technische Elektrochemie mit Schwerpunkt Festkörperionik

Der aus dem Schwarzwald stammende TU-Professor forscht im chemisch-physikalischen Grenzgebiet und untersucht Prozesse in Brennstoffzellen für neueste Anwendungen in stromerzeugenden Heizungen. Seine StudentInnen ermutigt er zum unkonventionellen Denken. Privat begeistert er sich für geisteswissenschaftliche Schmöker und möchte sein musikalisches Talent im Posaune spielen wieder auffrischen.

Werdegang

„Ich konnte mich immer schon so richtig für Physik und Chemie begeistern und wusste lange nicht, ob ich das eine oder das andere studieren sollte. 1985 begann ich in Stuttgart das Studium der Verfahrenstechnik, in dem ich eine Mischung aus beiden Materien vermutete. Nach zwei Semestern habe ich mich endgültig für Physik entschieden und wechselte an die Universität in Tübingen“, erzählt Professor Fleig über seine Studienwahl. Die studentische, geisteswissenschaftliche Atmosphäre faszinierte ihn in Tübingen gleichermaßen, wie die Möglichkeit seine beiden Interessensgebiete Physik und Chemie miteinander verbinden zu können. Fleig: „Bereits im Hauptstudium war ich als wissenschaftlicher Mitarbeiter in der physikalischen Chemie im Labor tätig. Als Wahlfach konnte ich im Physikstudium dann theoretische Chemie belegen. Meine Diplomarbeit im Bereich Sensorik habe ich ebenfalls in der physikalischen Chemie geschrieben.“ 1992 nach Abschluss des Studiums ging er für das Doktorat an das Max-Planck-Institut für Festkörperforschung in Stuttgart. „Ich habe überlegt ob ich in den theoretischen Bereich wechsle, entschied mich dann aber doch wieder für den experimentellen Teil“, erläutert Fleig. Abermals wählte er einen Grenzbereich zwischen Physik und Chemie für seine Forschung, jenen der physikalischen Festkörperchemie. Seine Dissertation beschäftigte sich mit festen Elektrolyten, sogenannten Ionenleitern. Nach 1995 bot ihm sein Professor an, ihn bei der Habilitation zu unterstützen. Fleig begann neben seiner Arbeit am Max-Planck-Institut an der Universität in Ulm Vorlesungen zu halten und habilitierte sich 2002 auf dem Gebiet der physikalischen Chemie. Direkt danach ging Fleig für ein halbes Jahr als Gastwissenschafter an das MIT (Massachusetts Institute of Technology) in Boston, einer der renommiertesten technischen Universitäten in den USA. Zwischen 2003 und 2005 kehrte Fleig nochmals ans Max-Planck-Institut in Stuttgart zurück. Es folgte ein Forschungsaufenthalt an der Tor Vergata Universität Rom. Im Oktober 2005 folgte er einem Ruf an die TU Wien als Professor für Technische Elektrochemie am Institut für Chemische Technologien und Analytik.

Forschungsschwerpunkt: Brennstoffzellen

 
In der Forschung liegt für Fleig das Hauptaugenmerk auf zwei großen Themenbereichen. Zum einen nennt er die Festkörperelektrochemie, die sich in den letzten Jahren sehr dynamisch entwickelt hat. Darüber hinaus beschäftigt er sich auch mit Elektrokeramiken. „Wenn man im Chemie- oder Physikbereich heutzutage Elektrochemie hört, so denken die meisten an wässrige Lösungen, in denen Elektrochemie abläuft. Es gibt jedoch immer mehr Anwendungen, die gar keine wässrigen Lösungen verwenden. Beispielsweise Lithium-Batterien, die sich in jedem Handy oder Labtop befinden, enthalten organische Elektrolyte oder Festkörper die Ionen leiten und keine wässrigen Lösungen“, erläutert Jürgen Fleig. Aktuelle Brennstoffzellen werden mit Polymeren oder Keramiken ausgestattet. Fleig: „Brennstoffzellen sind momentan eines der ganz großen Themen in der Elektrochemie. Von den Materialien her gibt es hier eine große Bandbreite. Wir beschäftigen uns vor allem mit kristallinen Materialien, die Ionen leiten. Dabei untersuchen wir Elementarprozesse, wie Sauerstoffreduktion oder Wasserstoffoxidation, die auch in Festoxidbrennstoffzellen ablaufen und versuchen diese zu verstehen und zu verbessern.“ Fleig vergleicht die Brennstoffzelle mit einer gasbetriebenen Batterie, die dauerhaft läuft. „Verwendet man eine herkömmliche Batterie, ist sie irgendwann leer und man muss sie aufladen oder wegwerfen. Die Brennstoffzelle liefert durch die kontinuierliche Zuführung von Gas oder Brennstoff immer Strom“, sagt Fleig. Die Palette an zukünftigen Anwendungen ist umfangreich. Sie reicht von stromerzeugenden Heizungen und der Stromversorgung in Autos bis hin zu Kleinkraftwerken und Handybatterien. Auch der Verbrennungsmotor in Fahrzeugen könnte durch eine Brennstoffzelle und einen Elektromotor ersetzt werden.

CD-Labor und Elektrokeramiken

Im zweiten Forschungsgebiet, der Elektrokeramik, arbeiten wir mit der Firma EPCOS (Electronic Parts and Components) in Deutschlandsberg zusammen. In diesem Zusammenhang wird im Januar 2008 auch das Christian Doppler (CD)-Labor für Ferroische Materialien mit Beteiligung der TU Wien und der TU Graz, eröffnet. „EPCOS ist der einzige europäische Hersteller von elektrokeramischen Bauteilen. Das sind unscheinbare Elemente, die sich überall befinden, zum Beispiel in Handys. Eingesetzt werden sie als kleine Filter, Kondensatoren oder Sensoren. Die Keramiken haben elektrische Eigenschaften, wie beispielsweise Leitfähigkeit, Isolationsvermögen oder piezoelektrische Koppelung. Wir untersuchen diese Materialien auf diese Eigenschaften und ihre Stabilität“, erläutert Fleig. Methodisch arbeitet Professor Fleig hauptsächlich mit der Impedanzspektroskopie, in der er in den letzten 15 Jahren viel Erfahrung gesammelt hat.

Innovative Ausrichtung

Als wichtigstes Ergebnis an einer Universität nannte Fleig die gutausgebildeten AbsolventInnen. „Man hört nach außen hin immer von der Forschung und von den Industriekooperationen sowie von internationalen Konferenzen, Publikationen und Zitaten. Das ist alles sehr wichtig. Aber was wir der Gesellschaft am meisten mitgeben können, sind gut ausgebildete Leute“, betont Fleig. Seiner Meinung nach ist eine gute Ausbildung gleichzusetzen mit Problemlösungsfähigkeit und dem Aspekt der Kreativität und Innovationsfähigkeit. „Unkonventionelles Denken, etwas hinterfragen können, das sind Dinge, die ich gerne vermitteln möchte. Das ist mir ein Anliegen. Meinen Leuten sage ich immer, dass sie Dinge, die in einer Publikation stehen und die ihnen nicht ganz klar sind, auch nicht von vornherein glauben sollen. Zuerst ist es wichtig, dem eigenen Verstand zu glauben. Hinterher kann man dann immer noch zum Schluss kommen, stimmt, der hat doch recht gehabt’“, sagt Professor Fleig. Darüber hinaus empfindet er es als viel motivierender, wenn er seinen StudentenInnen die Grundlagen anhand von modernen Anwendungen vermitteln kann. Im Juni 2006 bekam Jürgen Fleig den Pro Didactica Preis der Fachschaft Chemie für die beste Vorlesung und den besten Vortrag verliehen.

Private Seite und Ausblick

Privat vertreibt sich der gebürtige Schwarzwälder, der aus dem gleichen Geburtsort stammt, wie TU-Professor und Kollege Joachim Burgdörfer, seine Zeit gerne mit dem Laufsport, den er seit 25 Jahren drei bis fünf Mal pro Woche praktiziert. Die geisteswissenschaftliche Lektüre steht bei Jürgen Fleig ebenfalls hoch im Kurs. „Die Geisteswissenschaften ziehen mich auch an. Die Liebe zur Literatur ist ein großes Thema. Ich lese regelmäßig literarische Werke, aber auch Geschichte, Philosophie und Theologie interessieren mich. Da gibt es bei mir zu Hause immer ein, zwei Bücher zu dieser Materie am Tisch“, erzählt Fleig. Aus zeitlichen Gründen praktiziert er sein langjähriges Hobby, das Posaune spielen, nicht mehr. In den 25 Jahren seiner musikalischen Laufbahn trat er auch mehrere Spielzeiten in der Stuttgarter Oper als Bühnenmusikant auf. „Das war der Höhepunkt. Aber dann habe ich gesagt, das ist zeitlich nicht mehr machbar. Um das Niveau zu halten, muss man jeden Tag eine Dreiviertelstunde üben. Das ist eine relativ starke Verpflichtung“, sagt Fleig. Würde er ein Blechbläserquintett in Wien finden, könnte er sich vorstellen wieder mit der Musik zu beginnen.
An der TU Wien möchte Jürgen Fleig besonders die Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen Forschungsgruppen forcieren. „Das ist wirklich eine Stärke, die wir glaube ich hier in Wien noch nicht voll ausspielen.“ Er betonte auch die erkenntnisorientierte Forschung, die vor allem auf den internationalen Publikationsmarkt abzielt und den Stand der TU in internationalen rankings wesentlich beeinflusst. Sowohl diese Seite, als auch gute Firmenkooperationen seien wichtig für eine Technische Universität und dürfen nicht gegenseitig in Konkurrenz stehen.