Gerhard Ertl – a felületi kémia úttörője, 2007-es kémiai Nobel-díjas
Gerhard Ertl, a felületi kémia úttörője — 2007-es kémiai Nobel-díjas; felfedezései katalizátorok, üzemanyagcellák és tisztább energiafejlesztés alapjai.
Gerhard Ertl professzor német fizikus, az MPG Fritz Haber Intézetének Fizikai Kémiai Osztályán dolgozik. 1936. október 10-én született Stuttgartban, Németországban. Ertl professzor 2007-ben kémiai Nobel-díjat kapott.
Ertl kutatásai megalapozták a modern felületi kémiát, amely segített megmagyarázni, hogyan termelnek az üzemanyagcellák szennyeződés nélkül energiát, hogyan tisztítják a katalizátorok az autók kipufogógázait, és még azt is, miért rozsdásodik a vas - közölte a Svéd Királyi Tudományos Akadémia.
Munkája megnyitotta az utat a tisztább energiaforrások kifejlesztése előtt, és irányadó lesz az üzemanyagcellák fejlesztésében - mondta Astrid Graslund, a kémiai Nobel-bizottság titkára.
A Nobel-akadémia szerint Ertl részletes leírást adott arról, hogyan zajlanak a kémiai reakciók a felületeken. Az akadémia szerint megállapításait mind a tudományos tanulmányokban, mind az ipari fejlesztésekben alkalmazták. "A felületi kémia még az ózonréteg pusztulását is megmagyarázhatja, mivel a reakció létfontosságú lépései valójában a sztratoszférában lévő apró jégkristályok felületén zajlanak" - olvasható a díj odaítéléséről szóló indoklásban.
Kutatási módszerek és fő eredmények
Ertl volt az egyik első kutató, aki a felületi kémiai jelenségek molekuláris szintű megértéséhez olyan pontos kísérleti módszereket alkalmazott és fejlesztett, amelyek lehetővé tették az atom- és molekuláris folyamatok közvetlen tanulmányozását. Ezek közé tartoznak az ultraalacsony nyomású (ultra-high vacuum, UHV) kísérletek és olyan felületi analitikai technikák, mint a:
- LEED (low-energy electron diffraction) — a felületek szerkezetének vizsgálatára,
- molekuláris sugaras és nyalábtechnikák — az adszorpción és reakciókon át a dinamikáig,
- TPD (temperature-programmed desorption) — az adszorbeált molekulák kilépésének vizsgálatára,
- spektrális módszerek, valamint később alkalmazott felületi mikroszkópos technikák (pl. STM/XPS) a reakciók helyi vizsgálatához.
Legfontosabb tudományos hozzájárulásai közé tartozik a katalitikus ammónia-szintézis (a Haber–Bosch folyamat) molekuláris mechanizmusának feltárása — különösen a nitrogén megkötésének és disszociációjának folyamata vasalapú katalizátorokon — valamint a gázfázisú reakciók és a felületi kölcsönhatások részletes leírása. Emellett tanulmányozta például a szén-monoxid oxidációját platinafelületeken és más, ipari jelentőségű felületi reakciókat.
Gyakorlati hatás és alkalmazások
Ertl eredményei nemcsak elméleti jelentőségűek: megadták a tudósoknak és mérnököknek a fogalmi és gyakorlati alapot ahhoz, hogy hatékonyabb katalizátorokat és tisztább energetikai berendezéseket tervezzenek. Konkrét hatások:
- jobb autókatalizátorok és kipufogógáz-tisztítási eljárások kifejlesztése,
- üzemanyagcellák működésének és katalizátorainak optimalizálása,
- rozsda és korróziós folyamatok jobb megértése a fém-felületi reakciók szemszögéből,
- a légköri kémia, különösen a ózonréteg pusztulásának heterogén reakciói iránti mélyebb rálátás.
Díjak, elismerések és örökség
A 2007-es kémiai Nobel-díj – amelyet egyedüli díjazottként kapott – a felületi kémia területén elért úttörő eredményeit ismerte el. Ezen túlmenően munkássága számos tudományos díjjal, tiszteleti tagsággal és meghívott professzori pozícióval párosult, és kutatásai ma is meghatározóak a heterogén katalízis és a felületi jelenségek tanulmányozásában.
Gerhard Ertl munkássága példa arra, hogyan vezethet a műszeres és kísérleti pontosság a mind elméletileg, mind gyakorlati szempontból úttörő felfedezésekhez, amelyek közvetlen hatást gyakorolnak az iparra, a környezetvédelemre és a fenntartható energiafejlesztésre.
Gerhard Ertl professzor, 2007. november (71 éves)
Személyes élet
Ertlnek és feleségének, Barbarának két gyermeke és több unokája van. Hobbija a zongorázás és a macskáival való játék.
Publikációk
Ertl professzor a Heterogén katalízis kézikönyvének szerkesztője.
Oktatás
Ertl professzor 1955 és 1957 között a Stuttgarti Műszaki Egyetemen tanult fizikát. A párizsi egyetemen tanult 1957 és 1958 között, majd 1958 és 1959 között a müncheni Ludwig Maximillians Egyetemen. Visszatért a Stuttgarti Műszaki Egyetemre, ahol 1961-ben fizikából szerzett diplomát. Ezután a Müncheni Műszaki Egyetemen tanult, és 1965-ben doktorált.
Tudományos munka
Munka
A doktori cím megszerzése után 1965 és 1968 között Münchenben maradt asszisztensként és előadóként. Ezután a Hannoveri Műszaki Egyetemre költözött, ahol 1968-tól 1973-ig professzorként és igazgatóként dolgozott. Ertl professzor 1973-ban visszatért a müncheni Ludwig Maximilian Egyetemre, hogy a Fizikai Kémiai Intézet professzoraként dolgozzon. Itt 1986-ig dolgozott, és ez idő alatt rendszeresen megfordult a Kaliforniai Technológiai Intézetben, a Wisconsin-Milwaukee-i Egyetemen és a Berkeley-i Kaliforniai Egyetemen, ahol vendégprofesszorként dolgozott. 1986-ban a Berlini Szabadegyetem és a Berlini Műszaki Egyetem professzora lett. 1986-tól az MPG Fritz Haber Intézetének igazgatója volt, 1996-tól pedig a berlini Humboldt Egyetem professzora. Ertl professzor 2004-ben vonult nyugdíjba.
Tanulmányok
Ertl professzor az ammónia, a vas, a szén-monoxid és a palládium molekuláit tanulmányozta, hogy segítsen a modern katalizátorok létrehozásában. Tanulmányozta a platinát, hogy megismerje az atomjait.
Ertl professzor segített a mikroszkópok használatának új módszereinek kifejlesztésében. Az egyik az úgynevezett alacsony energiájú elektrondiffrakció (LEED), amelyet pályafutása kezdetén használt, később pedig az ultraibolya fotoelektron spektroszkópián (UPS) és a pásztázó alagútmikroszkópon (STM) dolgozott.
Díjak
Ertl professzor és Somorjai A. Gábor 1998-ban elnyerte a Wolf kémiai díjat a felülettudományban elért kiemelkedő eredményekért és a kristályok reakciójának felfedezéséért.
Ertl professzor 2007-ben kémiai Nobel-díjat kapott a felszíntudományi kutatásokért.
Kérdések és válaszok
K: Ki az a Gerhard Ertl és mi a szakterülete?
V: Gerhard Ertl német fizikus, aki az MPG Fritz Haber Intézet Fizikai Kémia Tanszékén dolgozik. Kutatási területe a felületi kémia.
K: Mikor és hol született Gerhard Ertl?
V: Gerhard Ertl 1936. október 10-én született Stuttgartban, Németországban.
K: Mi a jelentősége Gerhard Ertl munkásságának a felületkémia területén?
V: Gerhard Ertl munkássága a felületi kémia területén megalapozta a modern felületi kémiát, amely segített megmagyarázni különböző jelenségeket, például azt, hogy az üzemanyagcellák hogyan termelnek energiát szennyezés nélkül, hogyan tisztítják a katalizátorok az autók kipufogógázait, sőt azt is, hogy miért rozsdásodik a vas.
K: Mi az a Nobel-díj, és mikor kapta meg Gerhard Ertl?
V: A Nobel-díj egy nemzetközi díj, amelyet minden évben különböző területeken végzett kiemelkedő munkáért ítélnek oda. Gerhard Ertl 2007-ben nyerte el a kémiai Nobel-díjat.
K: Mi a jelentősége Gerhard Ertl munkájának a tisztább energiaforrásokkal kapcsolatban?
V: Gerhard Ertl munkássága az üzemanyagcellák fejlesztésének irányításával kikövezte az utat a tisztább energiaforrások kifejlesztése előtt.
K: Melyek Gerhard Ertl eredményeinek alkalmazásai a felületi kémiában?
V: Gerhard Ertl felszínkémiai eredményei mind a tudományos tanulmányokban, mind az ipari fejlesztésekben alkalmazhatók. Megmagyarázhatják az ózonréteg pusztulását, és felhasználhatók tisztább energiaforrások kifejlesztésére.
K: Ki ismerte el Gerhard Ertl hozzájárulását a tudományhoz?
V: A Svéd Királyi Tudományos Akadémia 2007-ben a kémiai Nobel-díjjal ismerte el Gerhard Ertl hozzájárulását a tudományhoz.
Keres