unbekannter Gast
Geben Sie diesem Artikel Ihre Stimme:
5

... und es ward Auer-Licht#

1. September jährt sich der Geburtstag von Carl Auer von Welsbach zum 150. Mal. PETER UNFRIED erinnert an den großen österreichischen Forscher, Entdecker und Erfinder...#


Von der Wochenzeitschrift Die Furche, (28. August 2008) freundlicherweise zur Verfügung gestellt.

von

Peter Unfried


Carl Auer von Welsbach, © Die Furche
Carl Auer von Welsbach
© Die Furche

Gerade einmal 27 Jahre alt, wird er mit einem Schlage als Naturwissenschafter weltberühmt: Carl Auer von Welsbach. Durch die Anwendung einer äußerst aufwendigen Trennmethode gelingt es dem jungen Chemiker, das "Element" Didymium in zwei neue Fraktionen zu zerlegen. Durch die spektralanalytischen Untersuchungen – eine brandneue Methode, die Auer kurz zuvor bei dem berühmten Professor Robert Bunsen in Heidelberg gelernt hat – wird ihm klar, dass er tatsächlich zwei neue chemische Elemente entdeckt hat: Die grüne Fraktion nennt er Praesodym (griech: lauchgrün), die violette Neodym (das neue Dym).

1885: Kein helles Licht#

Zur selben Zeit – es ist das Jahr 1885 – bricht in ihm auch der erfinderische Charakter durch. Er beschäftigt sich mit einem der vordringlichsten technischen Probleme seiner Zeit: dem Versuch, Haushalte, Spitäler und Industriehallen effizient zu beleuchten. Damals gibt es in den meisten Haushalten noch Kerzenlicht, die Petroleumlampe und in den Städten die Gasbeleuchtung – eine kleine Gasflamme, die stets im Raum, zumeist in der Küche, brennt. Dem verwendeten Kohlegas wird überdies Acetylen beigemengt, damit es besser ruße und somit hellgelber leuchte. Die Wohnungen sind naturgemäß verrußt, die Methode brandgefährlich, das Gas stinkend und giftig. Die Techniker verfolgen zwei Wege, um möglichst helles, weißliches Licht zu erhalten. Der erste Weg besteht darin, einen hochschmelzenden Glühkörper aus Metall oder Oxid zum Glühen zu bringen. Der Körper wird zuerst rot-, dann gelb-, dann weißglühend. Doch diese Methode kennt Probleme: Etwa die große Hitze, ein extrem hoher Brenngasverbrauch und das Schmelzen bzw. Verdampfen des Glühkörpers bei sehr hohen Temperaturen. Ein technischer Trick eröffnet einen anderen, zweiten Weg: Erhitzt man beispielsweise eine Keramik, die nicht absolut rein, sondern durch ein anderes Oxid etwas verunreinigt (dotiert) ist, so leuchtet der Glühkörper wesentlich stärker und heller, als es seiner Temperatur entspräche.

Der erste Glühstrumpf#

Auer löst das Problem nach dem Lösungsweg zwei: Er tränkt einen gestrickten Baumwollstrumpf mit einer wässrigen Lösung aus Zirkonnitrat, das durch etwas Lanthannitrat bewusst verunreinigt ist (Lanthan ist das leichteste der neu entdeckten Lanthanid- Elemente). Die ersten Strümpfe strickt ihm noch seine Mutter. Dieser salzgetränkte Baumwollstrumpf wird über einer Form, die dem Umhüllenden einer Bunsenbrennerflamme entspricht, getrocknet. Der so in Form gebrachte Strumpf wird nunmehr über eine Gasflamme gebracht und mit weicher Bunsenbrenner-Flamme bei 300-500°C erhitzt. Die Folge: Lediglich das Baumwollgewebe des Strumpfes verbrennt, das rohe und äußerst fragile Salzgerüst aber verbleibt. Nach Steigern der Temperatur durch verstärkte Luftzufuhr zersetzt sich das Zirkon/ Lanthannitrat thermisch zu Oxid. Hält man diesen Gasglühstrumpf aus reinem Oxid nun über eine Gasflamme mäßiger Verbrennungstemperatur – so um die 600°C – so erstrahlt dieser in einem hellen, leicht gelblichen Lichte. Und zwar um ein Vielfaches heller, als es seiner normalen Glühtemperatur entsprechen würde. Schlagartig war das Beleuchtungsproblem gelöst. Auer verkauft das Patent umgehend nach Amerika und wird mit 27 Jahren einer der reichsten Männer der Monarchie. Diese Erfindung erweist sich aber bald als Flopp: Das Licht war mal mehr mal weniger gelblich. Die Strümpfe, die, von seiner Fabrik in Atzgersdorf bei Wien ausgehend, weltweit exportiert werden sollen, halten nur wenigen Zündungen stand und zerfallen bald zu Pulver. Andere Zeitgenossen hätten sich wahrscheinlich zur Ruhe gesetzt: Wissenschaftlich weltberühmt als Entdecker von Praseodym und Neodym und nunmehr steinreich mit dem Verkauf des Patents für den Glühstrumpf! Nicht jedoch Auer. Nach zahlreichen Versuchen gelingt es ihm mit Hilfe seines langjährigen und treuen Mitarbeiters Ludwig Haitinger, ein sensationelles, neues Gemisch zu finden: 99% Thoriumnitrat mit genau 1% Cernitrat, verarbeitet exakt so wie bei der Herstellung der ersten Lanthan/Zirkonstrümpfe, ergibt Glühmäntel mit strahlend-weißem Licht, die nicht nur unvergleichlich stärker strahlen als deren Vorgänger, sondern überdies noch wesentlich stabiler und robuster sind. In kürzester Zeit tritt der "Auerstrumpf" einen Siegeszug sondergleichen an und wird millionenfach gefertigt. Als Thorium- und Cerquelle dient v o r w i e g e n d Monazitsand aus Übersee. Mit einem Male ist es möglich, in der Nacht Operationen durchzuführen. Die Industrie kann die Hallen ausleuchten und auch über Nacht produzieren. Jeder Haushalt hat nun sein Gasglühlicht, wobei zumindest in den Städten die vorhandenen Gasleitungen verwendet werden. Den "Auerbrenner" einfach aufsetzen, und fertig! Es gibt kein Rußen mehr, da auf Acetylenzusätze verzichtet werden kann. Die zeitgleich aufkommenden Kohlefadenlampen, die Vorläufer des elektrischen Lichtes, bekommen damit eine ernsthafte Konkurrenz. Diese Lampen resultieren aus Bemühungen, das Beleuchtungsproblem nach dem oben genannten Weg eins zu lösen (mit möglichst hoher Temperatur). Sie zerfallen aber nach nur wenigen Zündungen und sind überaus empfindlich und extrem teuer. Es wäre aber nicht Auer, hätte er nicht auch dieses Problem gelöst und sich sozusagen selbst Konkurrenz gemacht. Bereits 1890 – Auer ist mittlerweile 32 Jahre alt – meldet er die Osmiumlampe zum Patent an. Der Grund dafür, dass bis dahin zerbrechliche Kohlefäden statt robuster Metallfäden in Glühlampen verwendet wurden, war, dass weltweit niemand in der Lage war, hochschmelzende Metalle zu dünnen Fäden zu verarbeiten. Und so erfindet/entwickelt Auer das sogenannte "Pasteverfahren": Er nimmt das Metall, von dem man damals dachte, es sei das Höchstschmelzende (um 3200°C): Das Osmium. Er stellt Osmiumpulver her, mischt es mit Zuckersirup zu einer Paste, presst diese durch hauchdünne Düsen, trocknet und glüht diese Fäden, wodurch der Zucker verbrennt und „gesintertes“ Osmium übrigbleibt. Die „Sintertechnologie für hochschmelzende Metalle“ war geboren.

Die Osmiumlampe#

Die ersten Osmiumlampen sind ein großer Erfolg und gehen in Serie. Produziert werden sie in einer aufgelassenen Eisenfabrik in Treibach/Kärnten (spätere Treibacher Chemische Werke, TCW), die Auer zu diesem Zwecke aufgekauft und adaptiert hat. Die Marke "Auer-Oslicht" wird von Auer später, als das Wolfram das Osmium vom Markt verdrängt, in „OSRAM“ umgeändert. Der gleichnamige Betrieb ist heute noch Deutschlands größter Glühlampenproduzent und ebenso wie die von Auer in Treibach gegründete TCW einer der florierendsten Betriebe Mitteleuropas. Das Beleuchtungsproblem war durch Auer pionierhaft gelöst worden, ein weiteres Problem stand jedoch nach wie vor akut an: Das Feuermachen! Hatten unsere Vorfahren noch mit Feuersteinen und Pyrit oder später mit Eisenstücken Funken geschlagen und damit Zunder entflammt, so ist dies zu Auers Zeiten oft noch die einzige Methode, um zu Feuer zu kommen. Zündhölzer, damals schon üblich, sind sehr teuer, werden schnell feucht und unbrauchbar, sind sehr leicht entzündlich und – wegen dem verwendeten weißen Phosphor – giftig. Für den Einsatz im Felde für Soldaten also absolut unbrauchbar.

Der moderne "Feuerstein"#

Auer löst das Problem wiederum auf seine Weise. Wir schreiben das Jahr 1903 und Auer befindet sich in seinem 45. Lebensjahr. Er legiert geschmolzenes Cer mit Eisen (70:30) und erhält das "funkensprühende Cereisen", das in Folge weltweit als "Auermetall" gehandelt wird: Der moderne "Feuerstein" ist geboren. Beinahe nebenbei erfindet Auer das erste Feuerzeug (ein Streichfeuerzeug) und bringt es serienreif auf den Markt. Einmal mehr wendet Auer absolut innovative Technologien an: Das Cer ist eines der neuartigen Lanthanid-Elemente, für die es bis dato außer in seinem Gasglühlicht keinerlei praktische Anwendung gab – im Gegenteil: Es bleibt ihm in riesigen Mengen bei der Gewinnung von Thorium aus Monazitsand übrig und liegt auf Halde. Er stellt wasserfreies Cerchlorid her und führt eine Schmelzflusselektrolyse durch (ebenfalls eine ganz neue Technologie). Die Zündsteinproduktion erfolgt seit 1907 bis heute in seinem Werk in Treibach. Die TCW sind heute noch weltweit führende Zündsteinerzeuger.

Noch mehr neue Elemente#

In seinem letzten Lebensdrittel hat sich Auer, mittlerweile vielfach geehrt, geadelt und ausgezeichnet, wieder auf seine naturwissenschaftlichen Wurzeln besonnen. 1905 veröffentlicht er noch die Trennung des bis dahin als Element geglaubten Ytterbiums in zwei tatsächliche Elemente, die er Aldebaranium und Cassiopeium nennt. Durch fraktionierte Kristallisation der Ammoniumdoppeloxalate getrennt und mittels Emissions-Spektralanalyse identifiziert, ist er unzweifelhaft der erste und einzige, dem die Herstellung dieser Elemente in dieser Reinheit gelingt. Dennoch wird ihm 1909 – der 1. Weltkrieg steht vor der Tür – seitens der Internationalen Atomgewichtskommission die Priorität abgesprochen und dem französischen Chemiker Urbain zuerkannt. Obwohl jener nur bis zu Konzentraten mit zweifelhaften Analyseergebnissen gekommen ist. Urbain nennt die Elemente Ytterbium und Lutetium (wie sie auch immer noch offiziell heißen). Für Auer eine Demütigung und ein schwerer Schlag. Radium für die Forschung Auer zieht sich in der Folge zurück, widmet sich fortan seinen zahleichen Nebeninteressen (Photographie, Tonaufnahmen, Familie, Botanik) und arbeitet weiterhin unermüdlich an vereinzelten chemischen Fragestellungen. Er reichert etwa in seiner Glühstrumpffabrik in Atzgersdorf bei Wien aus vielen Tonnen Rückständen der Urangewinnung das neuartige Element Radium an. Dieses Material beziehen dann Forscher aus der ganzen Welt – wie etwa das Ehepaar Curie – von ihm. Denn er ist der einzige, der ausreichende Mengen liefern kann. Knapp vor seinem Tode beschäftigt sich Auer noch mit Trennungen auf dem Gebiet des Erbiums – einem schwereren Lanthanid-Element. Dabei soll er sämtliche schriftlichen Unterlagen noch einen Tag vor seinem Ableben, dem 4. August 1929, verbrannt haben. Der Großteil des wissenschaftlichen Nachlasses in Form von Chemikalien, Gefäßen, Original- Auerstrümpfen usw. galt viele Jahrzehnte als verschollen. Durch einen Glücksfall ist das Material 1983 gefunden worden. Sehr viele der Original-Fundstücke, die chemiehistorisch von unschätzbarem Wert sind, befinden sich heute im Auer von Welsbach-Museum in Althofen (Kärnten). Einige auch im Wirtschaftsmuseum, wo ab 9. September eine Ausstellung läuft.

DIE FURCHE, 28. August 2008