Kalkablagerungen nachhaltig bekämpfen
Thomas Schutzius wurde zum Assistenzprofessor für Mehrphasen Thermofluidik und Oberflächen-Nanotechnik am Departement Maschinenbau und Verfahrenstechnik ernannt. Am 1. Februar 2020 wird der Spezialist für Mehrphasen Thermofluidik und nanostrukturierte Oberflächen seine Tätigkeit aufnehmen. Wir stellen den 33-jährigen Amerikaner in einem Interview vor.
Im September 2019 erhielten Sie einen prestigeträchtigen ERC-Grant für Ihre Forschung zur Verhinderung von Kalkbildung in Heizkesseln und Warmwasserleitungen. Können Sie uns einen tieferen Einblick in Ihr Projekt geben?
Thomas Schutzius: Die Verschmutzung von Wärmetauschern und Membranen stellt eine grosse Herausforderung in der nachhaltigen Produktion von Elektrizität und sauberem Wasser dar. Eine der grössten Ursachen von Verschmutzung ist die sogenannte Kesselsteinbildung. Sie tritt auf, wenn hartes Wasser mit einer heissen Oberfläche in Kontakt kommt. Durch die Erwärmung werden Ionen wie Kalzium instabil, lösen sich und lagern sich auf der erwärmten Oberfläche ab. Die sich ansammelnden Ablagerungen werden als Kesselstein bezeichnet, den meisten bekannt als Kalk. Kesselstein wirkt wärmeisolierend, was sich negativ auf die Wärmetauscher auswirkt, und kann Rohre und Membranen verstopfen, was die Durchflussleistung verringert. Bislang wird vor allem aktiv gegen Kesselstein vorgegangen, in der Regel durch die Zugabe von Chemikalien. In unserem Projekt konzentrieren wir uns auf die Modifizierung der Oberflächenstrukturen der Kessel oder Leitungen zur Verhinderung von Kesselsteinbildung, was unserer Meinung nach der nachhaltigere Ansatz ist.
Was sind die grössten Herausforderungen?
Die Ablagerungen sind erst winzig klein und werden dann allmählich grösser – ähnlich wie Pflanzensamen, die zu Sämlingen heranwachsen. Um Beschichtungen zu entwickeln, die ein solches Wachstum hemmen können, müssen wir diesen Vorgang genau verstehen, was experimentell sehr schwierig ist.
Sie starteten dieses Projekt im Jahr 2013, als Sie am Labor für Thermodynamik in neuen Technologien (LTNT) anfingen. Warum haben Sie sich entschieden, an die ETH Zürich zu kommen?
Ich habe mich für ein ETH-Stipendium beworben, weil ich gerne am LTNT forschen wollte. Die ETH ist eine sehr angesehene Universität, und das LTNT ist eine Forschungsgruppe von Weltrang.
Als Professor kommen vielfältige Aufgaben auf Sie zu. Worauf freuen Sie sich besonders?
Es ist alles sehr aufregend. Ein Traum wird für mich wahr. Ich freue mich sehr darauf, meine eigene Gruppe aufzubauen.
Wie kamen Sie ursprünglich dazu, Ingenieurwesen zu studieren?
Meine Eltern haben meine Ausbildung sehr unterstützt, und ich hatte einige sehr gute Lehrer, die meine Leidenschaft und meine Interessen erkannten und mich auf die Ingenieurwissenschaften aufmerksam machten.
Was empfehlen Sie Studierenden, die eine Karriere in der Forschung anstreben?
Finde etwas, das du gerne machst und gut kannst, und stecke dein Herzblut hinein.
Was tun Sie zum Ausgleich und um neue Energie zu gewinnen?
Ich laufe meiner 17 Monate alten Tochter hinterher – ich weiss allerdings nicht, ob ich dadurch neue Energie gewinne. Das könnte ein Verstoss gegen den ersten Hauptsatz der Thermodynamik sein!