Wissenschaftler der Universität Paderborn ordnen Forschung ein
Nobelpreis für Chemie
Am Mittwoch, 9. Oktober, wurden die diesjährigen Nobelpreisträger für Chemie bekanntgegeben: Prof. Dr. John Goodenough, Prof. Dr. Stanley Whittingham und Prof. Dr. Akira Yoshino wurden für ihre Beiträge auf dem Gebiet der Batterieentwicklung ausgezeichnet. In der Begründung heißt es, ihre Arbeit habe die Grundlagen für Lithium-Ionen-Akkus geschaffen. Der Preis wird von der Königlich Schwedischen Akademie der Wissenschaften vergeben und ist mit umgerechnet rund 830.000 Euro dotiert. Was es damit konkret auf sich hat, weiß Prof. Dr. Michael Tiemann, Chemiker an der Universität Paderborn.
Aus unserem Alltag kaum noch wegzudenken, findet die Lithium-Ionen-Batterie u. a. in elektronischen Geräten wie Handys oder Laptops Anwendung. Prof. Tiemann erklärt, was die Teilchen so besonders macht: „Das positiv geladene Lithium-Ion ist sehr klein und dadurch sehr beweglich. Es kann in der Batterie leicht zwischen der Anode – dem Minuspol – und der Kathode – dem Pluspol – hin- und herwandern. Beim Laden der Batterie bewegt es sich in Richtung Anode und beim Entladen zur Kathode“. Als Kathodenmaterialien werden unterschiedliche Metalloxide verwendet. „In diese Oxide können die Lithium-Ionen leicht ‚chemisch eingebaut‘ werden. Später, beim Laden der Batterie, werden sie wieder ‚ausgebaut‘“, so der Wissenschaftler. Durch die Wahl geeigneter Metalloxide lasse sich insbesondere die Zellspannung der Batterie erheblich steigern, so Prof. Tiemann weiter.
„Die Entwicklung des Prinzips des chemischen Ein- und Ausbaus von Lithium-Ionen in solchen Kathodenmaterialien und die systematische Suche nach den dafür am besten geeigneten Metalloxiden war die Leistung von Whittingham und Goodenough in den 1970er und 80er Jahren“, sagt Tiemann und ergänzt: „Yoshino entwickelte wenig später die erste kommerziell verfügbare Lithium-Ionen-Batterie, indem er den Aufbau der Anode durch Verwendung geeigneter Kohlenstoff-Materialien wesentlich verbesserte“.
Das chemische Element Lithium sei ein besonders unedles Metall, wodurch es sich für die Verwendung in Batterien gut eigne, so Prof. Tiemann. Es zeichne sich außerdem durch seine geringe Masse aus: „Lithium ist das leichteste Metall und das drittleichteste Element im Periodensystem“, erklärt der Wissenschaftler. Deshalb werde in Lithium-Ionen-Batterien eine hohe Energiedichte, also die Menge der speicherbaren Energie pro Gewicht, erzielt. Denkbar sei aber auch, dass Lithium in künftigen Batterie-Generationen durch andere Elemente ersetzt würde. Derzeit würden u. a. Magnesium-basierte Batterien erforscht. Da das Element auf der Erde relativ häufig vorkomme, ließen sich auf diese Weise unter Umständen auch mögliche Probleme lösen, die sich aus der begrenzten Verfügbarkeit des Lithiums ergeben.
Anwendung finden die leichten und leistungsstarken Batterien auch bei Elektro-Fahrzeugen. Weil sie große Mengen an Solar- und Windenergie speichern können, leisten sie außerdem einen Beitrag für den Klimaschutz. „Gerade im Moment ist das ein viel beachteter und zunehmend wichtiger gesellschaftlicher Aspekt“, so Prof. Tiemann.
Nina Reckendorf, Stabsstelle Presse und Kommunikation, Prof. Dr. Michael Tiemann, Anorganische Chemie
Nobelpreis für Wirtschaftswissenschaften
Am Montag, 14. Oktober, wurden die letzten Nobelpreisträger für das Jahr 2019 bekanntgegeben: Die Ökonomen Abhijit Banerjee, Esther Duflo und Michael Kremer wurden von der Königlich Schwedischen Akademie der Wissenschaften für ihren „experimentellen Ansatz zur Linderung globaler Armut“ ausgezeichnet.
Obwohl der „Wirtschaftsnobelpreis“, wie er im allgemeinen Sprachgebrauch bezeichnet wird, gleichzeitig mit den anderen Nobelpreisen vergeben wird und ebenfalls mit einem Preisgeld in Höhe von rund 830.000 Euro dotiert ist, nimmt diese Auszeichnung eine Sonderstellung ein. Als „Alfred-Nobel-Gedächtnispreis für Wirtschaftswissenschaften“ unterscheidet er sich von den anderen Preisen darin, dass er nicht auf das Testament des ursprünglichen Stifters Alfred Nobel zurückgeht, sondern ca. 60 Jahre später, 1968, anlässlich des 300-jährigen Bestehens der Schwedischen Reichsbank, von dieser gestiftet und im Folgejahr erstmals verliehen wurde.
Prof. Dr. Hendrik Schmitz, Wirtschaftswissenschaftler der Universität Paderborn, erklärt die Forschungsarbeit der Preisträger im Interview und erläutert ihre Relevanz für unsere Gesellschaft.
Herr Schmitz, was genau versteht man unter Armutsforschung?
Schmitz: Armutsforschung hat verschiedene Ausprägungen. Zunächst versuchen Wissenschaftler zu definieren, nach welchen Kriterien man überhaupt arm ist. Basierend auf dieser Definition wird anhand von Daten ermittelt, wie viele Personen in einer bestimmten Region arm sind und ob sich die Zahl der armen Menschen im Verlauf der Zeit erhöht oder reduziert hat. In einem zweiten Schritt wird untersucht, wie sich Armut auswirkt. Beispielsweise wird untersucht, ob ärmere Menschen schlechtere Gesundheitsversorgung erhalten und daher früher sterben müssen. Und schließlich stellt sich die Frage, welche Möglichkeiten es gibt, aus der Armut auszubrechen. Diesem Thema widmen sich die ausgezeichneten Ökonomen. Zentral ist hier zum Beispiel der Zugang zu Bildung. Armutsforscher untersuchen empirisch, welche Maßnahmen wirklich funktionieren um Armut zu bekämpfen. Auf diese Weise können sie politische Entscheidungsträger fundiert beraten.
Wie definieren die ausgezeichneten Ökonomen Armut? Wie legt man Armutsgrenzen fest?
Schmitz: Im Allgemeinen unterscheidet man zwischen relativer und absoluter Armut. Relative Armut bedeutet, dass man nicht notwendigerweise hungern muss, um arm zu sein. Wer deutlich weniger Geld als ein Durchschnittsverdiener bekommt, kann durchaus sozial ausgegrenzt sein und unter Armut leiden. In Deutschland gilt ein Haushalt in der Regel als arm, wenn er über weniger als 60% des Median-Haushaltseinkommens verfügt – also wenn man alle Haushalte nach Einkommen sortiert, den mittleren auswählt und davon 60% nimmt. Dies ist in der Regel die Definition von Armut in entwickelten Ländern.
Die ausgezeichneten Ökonomen untersuchen Armut vor allem in Entwicklungsländern. Hier wird in der Regel der absolute Armutsbegriff angewendet. Arm ist laut derzeitiger Definition der Weltbank demnach, wer mit weniger als 1,9 Dollar pro Tag auskommen muss. Die ausgezeichneten Forscher befassen sich verstärkt mit Regionen der Welt, in denen die Ärmsten der Armen leben und legen hierzu eine Armutsgrenze von 99 US-Cent an.
Aber weder bei absoluter noch relativer Armut gibt es allgemeingültige Grenzen. Verschiedene Interessengruppen legen verschiedene Kriterien an, je nachdem ob eine höhere oder niedrigere Armutsquote erwünscht ist. Für die Forschung der Nobelpreisträger ist die Definition der Armutsgrenze allerdings nicht zentral.
Worin liegt der experimentelle Ansatz der Preisträger bei ihrer Forschung?
Schmitz: Die drei Ökonomen haben den Nobelpreis vor allem auch für die Etablierung ihrer Forschungsmethode in den Wirtschaftswissenschaften erhalten: den „Feldexperimenten“. Mit dieser Methode können sie rigoros untersuchen, welche Maßnahmen zur Armutsreduktion funktionieren und vor allem auch, welche nicht. Ähnlich wie in der Medizin führen sie dazu kontrolliert randomisierte Experimente durch (randomized controlled trials). Um zum Beispiel zu testen, welche Maßnahmen für eine bessere Bildung von Kindern sorgen, probieren sie diese einzeln aus. Sie teilen Schüler nach dem Zufallsprinzip in zwei Gruppen auf. Die eine Gruppe erhält zum Beispiel regelmäßige Gesundheitsvorsorge, etwa Wurmkuren, die andere nicht. Dann werden beide Gruppen über einen längeren Zeitraum verfolgt. In der Gruppe mit besserer Gesundheitsversorgung bleiben die Kinder deutlich seltener dem Unterricht fern und erzielen bessere Ergebnisse. Sie probieren so auch viele andere Maßnahmen aus, etwa das Verteilen von Schulbüchern, die Verkleinerung von Schulklassen oder die Errichtung von Computerräumen, die sich allerdings als deutlich weniger wirksam erwiesen. Von vielen Maßnahmen, bei denen man annehmen könnte, dass sie alle funktionieren, bleiben nur wenige übrig, bei denen es tatsächlich bewiesen werden kann.
Welche Relevanz hat Armutsforschung heute?
Schmitz: Armutsforschung hat in der Volkswirtschaftslehre lange ein Schattendasein gefristet. Dies hat sich grundlegend geändert. Die hohe wissenschaftliche Relevanz zeigt sich natürlich daran, dass am Montag der Wirtschaftsnobelpreis an drei Armutsforscher vergeben wurde und damit nicht nur die Forscher, sondern auch das Forschungsfeld geadelt wurden. Bereits 2015 hat mit Angus Deaton ein Ökonom den Nobelpreis erhalten, der Ungleichheit und Armut erforscht – mit ganz anderen Ansätzen als die diesjährigen Preisträger. Etabliert ist dieser Forschungszweig mittlerweile aber insbesondere beim Thema der absoluten Armut in Entwicklungsländern. Die Erforschung (relativer) Armut in entwickelten Ländern ist weniger stark ausgeprägt.
Die Forschung der Preisträger besticht vor allem auch durch ihre praktische Relevanz. Sie ermitteln immer wieder kleinteilige Lösungsvorschläge für Armutsprobleme, die auch von politischen Entscheidungsträgern umgesetzt werden können und die nicht nur aus wissenschaftlicher Perspektive interessant sind. Gerade in den allerärmsten Ländern mangelt es noch immer am Wesentlichen. Bei der Armutsbekämpfung und Entwicklungsökonomie stellt sich die zentrale Frage, wie es Entwicklungsländern gelingen kann, aus dieser Armutsfalle auszubrechen. Hier geht es insbesondere um Zugang zu sauberem Wasser und Lebensmitteln, zu Gesundheitsleistungen sowie zu Bildung. Dies gilt in verstärktem Maß für Kinder, insbesondere für Mädchen. Wichtig ist zudem der Aufbau von Institutionen, etwa einer funktionierenden Verwaltung in Gemeinden.
Jennifer Strube, Stabsstelle Presse und Kommunikation, Prof. Dr. Hendrik Schmitz, Statistik und Quantitative Methoden der Empirischen Wirtschaftsforschung
