Shell She Study Award

Physikerin Claudia Vanelle gewinnt den Shell She Study Award 2002

Es war spannend wie eine Oscar-Verleihung. Bis zum letzten Moment war es ein Kopf-an-Kopf-Rennen der sechs Kandidatinnen. Dann, Dienstagmorgen, gab die Jury ihre Entscheidung bekannt: Siegerin des diesjährigen "She-Study Award" der Shell Deutschland ist Claudia Vanelle. Die 36-jährige Physikerin gewann den Wettbewerb junger Wissenschaftlerinnen mit ihrer Arbeit "Schneller und billiger zu Erdgas und -öl". Etwa 70 Prozent aller weltweit in Computern gespeicherten Daten sind Daten, die bei der Suche nach neuen Lagerstätten für Erdgas und Erdöl anfallen. Die Hamburgerin hat herausgefunden, wie sich Erdgas- und Erdöllagerstätten schneller und günstiger finden lassen. Claudia Vanelle setzte andere Parameter ein, um so die Rechenzeit der Computer und die Auswertung der Datenmengen von mehreren Monaten auf wenige Wochen zu reduzieren.

Claudia Vanelle (geb. in Hamburg, 36 Jahre, Studium in Hamburg)

Etwa 70 Prozent aller weltweit in Computern gespeicherten Daten sind solche Daten, die bei der Suche nach neuen Lagerstätten für Erdgas und Erdöl anfallen. Um diese Brennstoffe zu finden, werden durch kleine Explosionen Druckwellen am Boden erzeugt, die dann von Gesteinsschichten unter der Oberfläche reflektiert werden. Die dabei zum Beispiel entstehenden Echos, ihre Stärke, Wanderungsgeschwindigkeit werden in einem Umkreis von etwa 300 Quadratkilometern um die Quelle der Druckwelle herum gemessen. Ausgewertet werden dabei üblicherweise mehrere 100 Millionen Datenpunkte, wobei Datenmengen von mehreren Tausend Terabyte anfallen. Damit daraus ein Abbild des Untergrunds und der Lagerstätte entsteht, benötigen selbst Supercomputer Rechenzeiten von mehreren Monaten. Claudia Vanelle hat gezeigt, dass sich Rechenzeit und Speicherbedarf auf Gigabytes beziehungsweise Wochen reduzieren lassen, wenn man mit einer neuen Methode aus der sogenannten Laufzeit der seismischen Wellen andere Parameter herausrechnet. Gleichzeitig ermöglicht die Methode eine erhebliche Reduktion der Datenpunkte.

Juliane Nießen (geb. in Greifswald, 23 Jahre, Studium in Greifswald)

So genannte Brennstoffzellen, die chemische Energie in elektrische Energie umwandeln, gelten als Schlüsseltechnologie für das 21. Jahrhundert. Prinzipiell lässt sich in Brennstoffzellen der Strom auch durch die Stoffwechselprozesse von Mikroorganismen gewinnen. Doch die Stromausbeuten solcher mikrobieller Brennstoffzellen sind bislang gering, unter anderem deswegen, weil die Arbeitselektrode durch die Stoffwechselprodukte der Mikroben inaktiviert wird. Das führt zu einem raschen Leistungsabfall. Juliane Nießen hat durch die Kombination neuartiger, durch Kunststoffe modifizierter Elektroden mit elektronischen Tricks einen Weg gefunden, um die Inaktivierung und damit den Leistungsabfall zu verhindern. Ihre Brennstoffzelle, in der Bakterien Klärschlamm und pflanzliche Abfälle abbauen und dabei umweltfreundlich und ohne schädliche Emissionen Strom erzeugen, erreicht die zehnfache Stromdichte bisher bekannter mikrobieller Brennstoffzellen.

Christina Roth (geb. in Pfungstadt, 28 Jahre, Studium in Darmstadt)

Damit Brennstoffzellen den Energiemarkt revolutionieren können, müssen Herstellung und Betrieb erheblich billiger werden. Der Einsatz günstiger chemischer Brennmaterialien führt jedoch oft zur Vergiftung der eingesetzten Arbeitselektroden. Abhilfe schaffen konnten bislang nur aufwändige Methoden wie der Zusatz bestimmter Metalle oder die Verwendung so genannter Nanopartikel, die die Oberfläche der Katalysatoren erheblich vergrößern und damit die Aktivität der Zelle erhöhen. Bislang waren die chemischen Prozesse, die an diesen Strukturen ablaufen, jedoch genau so schlecht untersucht wie die Struktur selbst. Christina Roth hat in ihrer Arbeit die Struktur und die Veränderungen der verwendeten Katalysatoren im Detail unter die Lupe genommen und daraus völlig neue Vorschläge für bessere und billigere Katalysatoren entwickelt. Zum einen erscheint es möglich, Katalysatoren in Zukunft ohne Schutzgas zu verpacken und zu lagern, zum anderen können aufwändige Herstellungsschritte entfallen, so dass es möglich erscheint, die Produktionskosten erheblich zu senken, ohne Leistungseinbußen in Kauf nehmen zu müssen.