Gerhard Ertl (Physiker)

  Der Wissenschaftler Gerhard Ertl (* 10. Oktober 1936 in Stuttgart-Bad Cannstatt) hat die Entwicklung des Gebietes der Oberflächenchemie maßgeblich beeinflusst. Von 1986 bis 2004 war er Direktor der Abteilung Physikalische Chemie des Fritz-Haber-Institutes in Berlin. Im Jahr 2007 wurde ihm der Nobelpreis für Chemie zuerkannt.

Weiteres empfehlenswertes Fachwissen

Wie erhalten Sie Tag für Tag genaue Wägeresultate?

Was ist die Empfindlichkeit meiner Waage?

Leitfaden zu den grundlegenden Laborkenntnissen

Leben

Gerhard Ertl wurde am 10. Oktober 1936 in Bad Cannstatt, einem Stadtteil von Stuttgart, geboren. Kurz vor dem Ende seiner Grundschulzeit zog seine Familie in das etwa fünf Kilometer entfernte Fellbach. Von dort aus besuchte er bis zum Abitur das Johannes-Kepler-Gymnasium in Bad Cannstatt.

1955 begann Gerhard Ertl sein Physikstudium an der Universität Stuttgart. Bereits während seines Studiums sammelte er in zwei kurzen Aufenthalten Erfahrungen an anderen Universitäten, 1957/58 an der Sorbonne in Paris und 1958/59 an der Ludwig-Maximilians-Universität in München. 1961 bekam er sein Physik-Diplom; seine Arbeit mit dem Titel „Eine Temperatursprungmethode zur Untersuchung schneller Dissoziationsreaktionen mit Hilfe eines Mikrowellenimpulses“ wurde von Heinz Gerischer betreut, der damals am Max-Planck-Institut für Metallforschung in Stuttgart arbeitete. 1962 ging Gerhard Ertl mit Heinz Gerischer nach München, der dort eine Professur an der Technischen Universität angenommen hatte, und arbeitete bei diesem bis 1965 auf dem Gebiet der physikalischen Chemie an seiner Dissertation „Über die Kinetik der katalytischen Oxidation von Wasserstoff an Germanium-Einkristallen”, die ihm den Grad eines Doktors der Naturwissenschaften (Dr. rer. nat.) einbrachte.

Gerhard Ertl blieb an der TU München und habilitierte sich mit der „Untersuchung von Oberflächenstrukturen und -reaktionen mittels Beugung langsamer Elektronen“ innerhalb von nur zwei Jahren. Als Privatdozent arbeitete er bis 1968 in München, dann folgte er einem Ruf der Universität Hannover zum Professor und wurde Leiter des Instituts für Physikalische Chemie und Elektrochemie. 1973 kehrte er nach München zurück und wurde als Nachfolger von Georg-Maria Schwab Professor und Leiter des Instituts für Physikalische Chemie der Ludwig-Maximilians-Universität in München.

In den folgenden Jahren übernahm er mehrfach Gastprofessuren in den USA: 1976/77 am Caltech in Pasadena, 1979 an der University of Wisconsin in Milwaukee und 1981/82 an der University of California in Berkeley. 1986 wurde er zum Ehrenprofessor der Freien Universität sowie der Technischen Universität in Berlin ernannt und übernahm bis zu seiner Emeritierung 2004 die Nachfolge seines ehemaligen Lehrers Heinz Gerischer, indem er als einer der Direktoren des ebenfalls in Berlin ansässigen Fritz-Haber-Institutes die Abteilung für Physikalische Chemie leitete. 1996 wurde er Ehrenprofessor der Humboldt-Universität und hatte somit von allen drei Berliner Universitäten eine Ehrenprofessur erhalten.

Gerhard Ertl ist Mitherausgeber von fünf Fachzeitschriften auf dem Gebiet der physikalischen und speziell der Oberflächenchemie und Mitglied des Editorial Boards (Herausgebergremium) von neun internationalen Zeitschriften, darunter „Angewandte Chemie“ und „Science“. Er engagiert sich in der Gesellschaft Deutscher Naturforscher und Ärzte (GDNÄ) und der Gesellschaft Deutscher Chemiker GDCh. Von 1995 bis 2001 war er Vizepräsident der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG).

Leistungen

Für sein Habilitationsprojekt war Gerhard Ertl eine der ersten in Deutschland kommerziell erhältlichen LEED-Apparaturen zur Untersuchung von Oberflächen mittels der Beugung langsamer Elektronen bewilligt worden. So konnte er das Gebiet der Oberflächenchemie in Deutschland begründen. Seine erste bahnbrechende Veröffentlichung erschien bereits 1966 in der Zeitschrift „Surface Science“, deren Mitherausgeber er von 1977 bis 1986 war. Sie behandelte Oberflächenstrukturen und -reaktionen von Kupfer-Einkristallen.

Gerhard Ertl beschäftigte sich auch weiterhin mit dem Studium elementarer Schritte von chemischen Oberflächenreaktionen und der Struktur von Adsorbaten. Anfangs handelte es sich um Reaktionen kleiner Moleküle mit den Oberflächen von Metallen und Legierungen. Sehr intensiv beschäftigte er sich mit der Oxidation von Kohlenstoffmonoxid (CO) zu Kohlenstoffdioxid (CO₂) an Einkristalloberflächen, bei welcher Oszillationen in der Geschwindigkeit der CO₂-Produktion auftreten. Ziel seiner Untersuchungen war stets das Verständnis von Mechanismen in der heterogenen Katalyse. Einen Höhepunkt dieser Bemühungen bildete eine Reihe von Veröffentlichungen zum Mechanismus der Ammoniaksynthese in den 1970er-Jahren. Das Verständnis dieses Mechanismus’ war seit Entdeckung des technisch und wirtschaftlich bedeutsamen Prozesses 1905 durch Fritz Haber ein begehrtes Forschungsobjekt gewesen.

Gerhard Ertl blieb stets auf der Höhe der Zeit. Bereits kurz nach der Beschreibung des Rastertunnelmikroskopes durch Gerd Binnig und Heinrich Rohrer 1982 beschaffte er diese Technik für seine Gruppe und ermöglichte so die Sichtbarmachung von Diffusionsprozessen. Die Verwendung der Femtosekundenlasertechnologie erlaubte die Erforschung ultraschneller Oberflächenprozesse.

Neben der Grundlagenforschung an Modellkatalysatoren hatte Gerhard Ertl stets ein Interesse an realen Katalysatoren. Zusammen mit Helmut Knözinger und Jens Weitkamp hat er eine fünfbändige Enzyklopädie zum Thema „Heterogene Katalyse“ (Handbook of Heterogeneous Catalysis) herausgegeben, die zu einem Standardwerk auf diesem Gebiet wurde.

Ehrungen und Auszeichnungen

Ertl ist ordentliches Mitglied der Deutschen Akademie der Naturforscher Leopoldina, der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften und der Academia Europaea. Er ist korrespondierendes Mitglied der Braunschweigischen Wissenschaftlichen Gesellschaft, der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW), der Bayerischen Akademie der Wissenschaften (BADW) und der Nordrhein-Westfälischen Akademie der Wissenschaften (seit 1993) sowie Ehrenmitglied der Royal Society of Edinburgh (RSE) und der American Academy of Arts and Sciences.

Neben den Ehrenprofessuren an drei Berliner Universitäten hat Gerhard Ertl fünfmal die Ehrendoktorwürde erhalten: 1992 von der Ruhr-Universität Bochum, 2000 von der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster und 2003 von der belgischen Katholieke Universiteit Leuven, der schwedischen Chalmers tekniska högskola sowie der dänischen Aarhus Universitet.

1991 erhielt Gerhard Ertl die Liebig-Denkmünze der Gesellschaft Deutscher Chemiker. Im darauffolgenden Jahr erhielt er die Bunsen-Denkmünze der Deutschen Bunsen-Gesellschaft für Physikalische Chemie, deren Ehrenmitglied er 2006 wurde. Ebenfalls 1992 erhielt er den Japan-Preis und das Große Verdienstkreuz der Bundesrepublik Deutschland.

Am 10. Oktober 2007 wurde ihm der ungeteilte Nobelpreis für Chemie für seine „Studien von chemischen Prozessen auf Festkörperoberflächen“ zuerkannt.^[1]

Am 27. November 2007 wurde Ertl mit dem Otto-Hahn-Preis ausgezeichnet.

Werke

Aufsätze (Auswahl)

• G. Ertl: Kinetik des Zerfalls von N₂O an Germanium-Spaltflächen. Z. Phys. Chem. N. F. (Frankfurt) 50 (1966), 46–59.
• G. Ertl: Untersuchung von Oberflächenreaktionen an Kupfer mittels Beugung langsamer Elektronen (LEED). Teil I: Surf. Sci. 6 (1967), 208–232; Teil II: Surf. Sci. 7 (1967), 309–331.
• G. Ertl: Elementarprozesse an Gas/Metall-Grenzflächen. Angew. Chem. 88 (1976), 423–433.
• M. Grunze, F. Bozso, G. Ertl, M. Weiss: Interaction of ammonia with Fe(111) and Fe(100) surfaces. Appl. Surf. Sci. 2 (1978), 241–265.
• M. Weiss, G. Ertl, F. Nitschké: Adsorption and decomposition of ammonia on Fe(110). Appl. Surf. Sci. 2 (1979), 614–635.
• G. Ertl: Kinetics of chemical processes on well-defined surfaces. In: J.R. Anderson, M. Boudart (Hrsg.): Catalysis: Science and Technology. Bd. 4, Springer, Heidelberg 1983, S. 209–282.
• G. Ertl: Metal clusters and metal surfaces. In: L. Guczi, H. Knözinger, B.C. Gates (Hrsg.): Metal Clusters in Catalysis. Elsevier, Amsterdam 1986, S. 577–604.
• G. Ertl: Phasenumwandlung und Selbstorganization in chemischen Systemen. In: K. Hierholzer, H.-G. Wittmann (Hrsg.): Phasensprünge und Stetigkeit in der natürlichen und kulturellen Welt. Wiss. Verlagsges., Stuttgart 1988, S. 237–255.
• G. Ertl: The oscillatory catalytic oxidation of carbon monoxide on platinum surfaces. In: P. Gray, G. Nicolis, F. Baras, P. Borckmans, S.K. Scott (Hrsg.): Spatial Inhomogeneities and Transient BehaVior in Chemical Kinetics. Manchester University Press, Manchester 1990, S. 6565–6579.
• G. Ertl: Elementary steps in ammonia synthesis: The surface science approach. In: J.R. Jennings (Hrsg.): Catalytic Ammonia Synthesis: Fundamentals and Practice. Plenum Press, New York 1991, S. 109–132.
• G. Ertl: Heterogene Katalyse: Von Goethe zur „kalten“ Fusion. In: Generalverwaltung der MPG (Hrsg.): Max-Planck-Gesellschaft Jahrbuch 1990. Vandenhoeck & Ruprecht, Göttingen 1990, S. 36–49.
• G. Ertl: Oscillatory kinetics and spatio-temporal selforganization in reactions at solid surfaces. Science 254 (1991), 1750-1755.
• G. Ertl: Grenzen naturwissenschaftlicher Voraussagbarkeit. In: Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg (Hrsg.): Grenzen erkennen - Grenzen setzen? Studium Generale Sommersemester 1994. Universitätsverlag C. Winter - Programm „Heidelberger Verlagsanstalt“, 1995, S. 63–68.
• G. Ertl: Was die Welt im Innersten zusammenhält - 50 Jahre Erforschung der unbelebten, irdischen Natur in der Max-Planck-Gesellschaft. In: Forschung an den Grenzen des Wissens. 50 Jahre Max-Planck-Gesellschaft. 1948-1998. Vandenhoeck & Ruprecht, Göttingen 1998, S. 93–109.
• G. Ertl: Heterogeneous catalysis: from „black art“ to atomic understanding. In: E. Keinan, I. Schechter (Hrsg.): Chemistry for the 21st Century. Wiley-VCH, Weinheim-New York 2001, S. 54–69.
• G. Ertl: Ammonia Synthesis - Heterogeneous. In: I.T. Horváth (Hrsg.): Encyclopedia of Catalysis. Bd. 1, John Wiley & Sons, Hoboken/NJ 2003, S. 329–352, ISBN 0-471-24183-0.

Monografien

• G. Ertl, J. Küppers: Low Energy Electrons and Surface Chemistry. 2. vollst. überarb. Auflage. Verlag Chemie, Weinheim 1985 (1. Auflage 1974), ISBN 3-527-26056-0.
• T. N. Rhodin, G. Ertl (Hrsg.): The Nature of the Surface Chemical Bond. North Holland, Amsterdam 1979.
• H. P. Bonzel, A. M. Bradshaw, G. Ertl (Hrsg.): Physics and Chemistry of Alkali Metal Adsorption. Elsevier, Amsterdam 1989.
• G. Ertl, H. Knözinger, J. Weitkamp (Hrsg.): Handbook of Heterogeneous Catalysis. Bd 1–5. Wiley-VCH, Weinheim 1997, ISBN 3-527-29212-8.
• G. Ertl, H. Knözinger, J. Weitkamp (Hrsg.): EnVironmental Catalysis. Wiley-VCH, New York-Weinheim 1999, ISBN 3-527-29827-4.
• G. Ertl, H. Knözinger, J. Weitkamp (Hrsg.): Preparation of Solid Catalysts. Wiley-VCH, New York-Weinheim 1999, ISBN 3-527-29826-6.

Einzelnachweise

1. ↑ Informationen der Nobelstiftung zur Preisverleihung 2007 an Gerhard Ertl (englisch)

Literatur

• J. Phys. Chem. B 108 (2004) 14183–14215 (englisch).