Durch den Anstieg der Treibhausgaskonzentration in der Erdatmosphäre erhöht sich die globale Durchschnittstemperatur. Dadurch steigt der Meeresspiegel und bedroht das Zuhause vieler Millionen Menschen, die an der Küste oder auf Inseln leben [vgl. 4.]; eine sichere Trinkwasserversorgung wird durch Abschmelzen von Polkappen und Gletschern [vgl. 4.] sowie stärkere Verdunstung gefährdet [vgl. 7.]; häufigere Extremwetterereignisse zusammen mit Wasserknappheit führen zu Ernteausfällen, wodurch sich bei fortschreitendem Bevölkerungswachstum Armut und Hunger ausbreitet [vgl. 3.].

Vor allem durch diese vom Klimawandel beschleunigten Krisen ist die Menschheit in ihrer Existenz akut bedroht und nimmt bereits Schaden, gesundheitlicher und wirtschaftlicher Natur [vgl. 1.]; ganz zu schweigen von den Auswirkungen auf die Umwelt, unsere Lebensgrundlage…

Ein Atomkrieg würde unmittelbar viele Millionen Menschenleben und dessen Folgen, bspw. die Zerstörung der Natur und somit der Landwirtschaft, noch bis zu Milliarden fordern [vgl. 11.], weshalb es diesen zu verhindern gilt. Der Klimawandel hingegen ist bereits real[1] und aufgrund der Mortalität seiner Folgen [vgl. 9.] ist es dringlichst geboten zu reagieren. Klimakrise, Ernährungsunsicherheit und Armut sind eng miteinander verknüpft. Daher muss für eine absolute Verringerung der Armut ein weiterer Temperaturanstieg vermieden werden, da v.a. Menschen in ärmeren Gebieten, z.B. auf dem afrikanischen Kontinent, in ihrer physischen und ökonomischen Existenz bedroht sind [vgl. 14.]. Täglich verlieren rund 67.000 Menschen durch klimabedingte Katastrophen ihr Zuhause [vgl. 12.] und Millionen weitere müssen in den nächsten Jahren aus infolge des Klimawandels unbewohnbaren Regionen fliehen [vgl. 13.].

[1] „Bei den wesentlichen Grundaussagen zum Klimawandel – dass sich die Erde seit Jahrzehnten signifikant erwärmt und der Mensch die Hauptursache dafür ist – gibt es also einen sehr soliden Konsens der Fachwelt. Wer dies bestreitet, kann sich nicht auf die Klimawissenschaft berufen.“ [Zitat aus 8.]

Quellen

1. https://climate.ec.europa.eu/climate-change/consequences-climate-change_de. Folgen des Klimawandels, Generaldirektion Klimapolitik, letzter Aufruf: 08.07.2026.
2. https://commission.europa.eu/priorities-2024-2029_de. Prioritäten der Kommission, Generaldirektion Kommunikation, letzter Aufruf: 08.07.2026.
3. https://www.welthungerhilfe.de/informieren/themen/klimawandel. Klimawandel – Ursachen und Folgen, Deutsche Welthungerhilfe e.V., letzter Aufruf: 08.07.2026.
4. https://www.greenpeace.de/klimaschutz/klimakrise/folgen-klimawandels. Folgen des Klimawandels, Greenpeace e.V., letzter Aufruf: 08.07.2026.
5. https://www.limbachgruppe.com/blog/klimawandel-die-groesste-herausforderung-fuer-unser-gesundheitssystem-im-21-jahrhundert/. Klimawandel: Die größte Herausforderung für unser Gesundheitssystem im 21. Jahrhundert?, Limbach Gruppe SE, Stand: 19.07.2024.
6. https://www.greenpeace.de/klimaschutz/klimakrise/schmelzendes-eis-steigende-meeresspiegel. Steigende Meeresspiegel gefährden Millionen Menschen, Greenpeace e.V., letzter Aufruf: 08.07.2026.
7. https://www.swr.de/swraktuell/baden-wuerttemberg/freiburg/verdunstung-verursacht-wachsenden-wassermangel-klimaverstaendigenrat-baden-wuerttemberg-100.html. Höhere Temperaturen sorgen für stärkere Verdunstung: Droht im Land Wassermangel?, Christian Susanka, Stand: 03.06.2026.
8. https://www.helmholtz-klima.de/klimafakten/behauptung-es-gibt-noch-keinen-wissenschaftlichen-konsens-zum-klimawandel. Klimafakten: Gibt es wirklich einen Klimawandel?, Helmholtz Klima, Stand: August 2021.
9.  https://www.rki.de/DE/Themen/Gesundheit-und-Gesellschaft/Gesundheitliche-Einflussfaktoren-A-Z/H/Hitze/Bericht_Hitzemortalitaet.html. Wochenbericht zur hitzebedingten Mortalität, Robert Koch-Institut , Stand: 02.07.2026.
10. https://www.icanw.de/fakten/auswirkungen/klima/. Klimatische Auswirkungen, ICAN Deutschland, letzter Aufruf: 08.07.2026.
11. https://www.scientists4future.at/2022/08/20/klimafolgen-eines-atomkriegs-wuerden-den-hungertod-fuer-zwei-bis-fuenf-milliarden-menschen-bedeuten/. Klimafolgen eines Atomkriegs würden den Hungertod für zwei bis fünf Milliarden Menschen bedeuten, Martin Auer, Stand: 20.08.2022.
12. https://www.uno-fluechtlingshilfe.de/hilfe-weltweit/themen/fluchtursachen/klimawandel. Klimakrise trifft Flüchtlinge besonders hart, UNO-Flüchtlingshilfe e.V., Stand: Mai 2026.
13. https://bosch-stiftung.de/story/die-unterschaetzte-herausforderung-der-klimabedingten-migration-warum-wir-endlich-handeln. Die unterschätzte Herausforderung der klimabedingten Migration: Warum wir endlich handeln müssen, Jassin Irscheid, Stand: 10.06.2026.
14. https://unric.org/de/wmo-bericht-afrika-leidet-unverhaeltnismaessig-stark-unter-folgen-des-klimawandels/. WMO-Bericht: Afrika leidet unverhältnismäßig stark unter Folgen des Klimawandels, UNRIC Deutschland, letzter Aufruf: 08.07.2026.

Der Interviewpartner, Dr. Jun-Ho Yum, forscht an der École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) in der Schweiz zur Entwicklung und Verbesserung von Solarzellen. Spezifisch beschäftigt er sich mit DSSCs (Dye Sensitized Solar Cells), von denen sich in Zukunft eine höhere Effizienz erhofft. Des Weiteren forscht er an Perowskit-Solarzellen, die in Zukunft eine Alternative oder Ergänzung zur gängigen Silizium-Solarzelle darstellen könnten.  

Das Ziel des Interviews ist ein grundlegendes Verständnis über die Themenbereiche des Forschers zu erlangen. 

INTERVIEW 

Zunächst lässt sich festhalten, dass für die Stromerzeugung bewegungsfähige Elektronen benötigt werden, die als Ladungsträger fungieren. Bei der Solarzelle befinden sie sich zunächst im Valenzband des Halbleiters. Zwischen dem Valenzband und dem Leitungsband liegt die sogenannte Bandlücke. Nimmt ein Elektron genügend Energie auf, z. B. durch Lichtstrahlung, kann es die Bandlücke überwinden und ins Leitungsband gelangen. Dort kann sich das Elektron frei bewegen und es fließt elektrischer Strom. Dieser Vorgang wird in Solarzellen genutzt. 

Klassische Solarzellen bestehen meistens aus Silizium. Das liegt daran, dass Silizium eine geeignete Bandlücke besitzt, um einen Teil des Sonnenlichts zur Stromerzeugung zu nutzen. Außerdem sind Silizium-Solarzellen sehr gut erforscht und langzeitstabil. 

Das eine Fachgebiet von Dr. Yum sind die Dye Sensitized Solar Cells. Diese Farbstoffsolarzellen nutzen Titanoxid als Halbleiter. TiO₂ besitzt eine relativ große Bandlücke von 3,2 – 3,3 Elektronenvolt [2]. Zusätzlich wird ein Farbstoff verwendet, um mehr vom Sonnenspektrum nutzbar zu machen als bei der klassischen Solarzelle . Wird das Licht vom Farbstoff absorbiert, so wird ein Elektron angeregt und vom Titandioxid (TiO₂) weiter transportiert. Problematisch ist die Rekombination, bei der das angeregte Elektron wieder in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehren kann. Der spezielle Aufbau der Solarzelle sorgt deshalb dafür, dass die Ladungen möglichst in die gewünschte Richtung transportiert werden. 

Für die Auswahl der Farbstoffe ist zunächst wichtig zu verstehen, dass unterschiedliche Farbstoffmoleküle unterschiedliche Bereiche des Sonnenspektrums absorbieren. Um den Wirkungsgrad zu maximieren, bedarf es deshalb eines Farbstoffes mit hoher Lichtabsorption. Roter Farbstoff (N719) absorbiert vor allem Licht im UV- & im sichtbaren Bereich und ist in der Herstellung etabliert. Am geeignetsten ist schwarze Farbe (N749), da sie fast das ganze Sonnenspekrum absorbiert. Allerdings ist die schwarze Farbe in der Herstellung etwa zwei bis vier Mal so teuer.  
Eine weitere wichtige Eigenschaft des Fabstoffs ist, dass er gut an der Oberfläche des Halbleiters binden kann. 

Neben den schon erwähnten Farbstoffsolarzellen, forscht Dr. Yum auch an Perowskit-Solarzellen. Diese bestehen unter anderem aus einer Schicht des Minerals Calciumtitanat (CaTiO₃), in anderen Worten: dem Perowskit-Kristall. Mit der Entwicklung sehr dünner Perowskit-Schichten gab es vor einigen Jahren einen starke Zunahme der Forschung. Dabei stellte sich heraus, dass Perowskit ein breites Lichtspektrum absorbiert. Dennoch ist wichtig zu erwähnen, dass kein einzelner Halbleiter das gesamte Sonnenspektrum optimal nutzen kann. Deshalb wird versucht, verschiedene Halbleiter miteinander zu kombinieren in Form von sogenannten Tandem-Solarzellen. 

Bei einer Tandem-Solarzelle werden mehrere Solarzellen bzw. Halbleiterschichten mit unterschiedlichen Bandlücken kombiniert, beispielsweise Perowskit und Silizium. Die obere Schicht absorbiert Licht bestimmter Wellenlängen. Das nicht absorbierte Licht gelangt somit zur nächsten Schicht, die einen anderen Bereich des Sonnenspektrums nutzt. Durch die Absorbtion eines breiteren Spektrums ergibt sich auch ein höherer Wirkungsgrad, der bei circa 40% liegt. Im Vergleich dazu haben industriell gefertigte Solarzellen nur einen Wirkungsgrad von 17-22% [1]. 

Die größten Probleme der Perowskit-Solarzellen sind die Stabilität und die Anfälligkeit für Feuchtigkeit, da das Material durch Wasser beschädigt werden kann. Sie verlieren innerhalb von ca. 40 Tagen 20% an Absorbtion wohingegen Silizium-Solarzllen maximal 0,5% Effizienz im Jahr verlieren [3]. Ein weiterer Aspekt ist die Toxizität, da viele dieser Solarzellen zur Verbesserung des Wirkungsgrades Blei enthalten, das nicht in die Umwelt gelangen sollte. 

FAZIT  

Das Experteninterview mit Dr. Jun-Ho Yum lieferte interessante und relevante Einblicke in die praktische Forschung an modernen Typen von Solarzellen und ermöglichte eine Erweiterung des theoretischen Horizonts. Sowohl die DSSCs als auch die Perowskit-Solarzellen haben großes Potential in Zukunft die Effizienz der Solarstromerzeugung zu steigern. Im Fokus der zukünftigen Entwicklungen könnten Tandem-Zellen stehen, da sie sich durch einen erhöhten Wirkungsgrad auszeichnen. Entscheidend für die effektive Nutzung sind hierbei Lebensdauer, Stabilität, Kosten, Umweltverträglichkeit und industrielle Herstellbarkeit. Deshalb wird weiter geforscht, um Schwachstellen in diesen Bereichen zu beheben und neue Solarzellen zur Marktreife zu bringen. 

QUELLEN 

1. Bundesministerium für Wirtschaft und Energie: Dreifachsolarzellen erreichen Rekordwirkungsgrad, URL: https://www.energieforschung.de/de/aktuelles/projekteinblicke/2021/dreifachsolarzellen-erreichen-rekordwirkungsgrad, letzter Zugriff: 27.08.2026 

2. López, R., Gómez, R. Band-gap energy estimation from diffuse reflectance measurements on sol–gel and commercial TiO2: a comparative study. J Sol-Gel Sci Technol 61, 1–7 (2012). https://doi.org/10.1007/s10971-011-2582-9, letzter Zugriff: 27.08.2026 

3. Zhao, Y., Heumueller, T., Zhang, J. et al. A bilayer conducting polymer structure for planar perovskite solar cells with over 1,400 hours operational stability at elevated temperatures. Nat Energy 7, 144–152 (2022). https://doi.org/10.1038/s41560-021-00953-z, letzter Zugriff: 27.08.2026 

Parallel zur Forschung an Anwendungen, Transport und Herstellungsverfahren von Wasserstoff steigt das Interesse der Industrie zur Nutzung dieser Technologien. Hierzu ziehen Unternehmen Fachfirmen mit Beratern wie Jonas Grunwald von Horváth heran, die sich auf die Umstrukturierung und Zukunftssicherung großer und mittelständischer Betriebe spezialisiert haben. 

Inhalt 

Wasserstoff wird in der Industrie zu verschiedenen Zwecken genutzt: Zum einen als Rohstoff, um in chemischen Verfahren neue Stoffe herzustellen. Zum anderen dient Wasserstoff als Energiespeicher, er kann nämlich bei einem Überschuss an erneuerbarem Strom billig produziert werden und bei Strommangel wieder in elektrischen Strom umgewandelt werden. Des Weiteren kann Wasserstoff zur Wärmegewinnung verbrannt werden, dies geschieht v.a. in der hitzeintensiven Stahlproduktion. 

Die Wirtschaftlichkeit der oben genannten Möglichkeiten ist allerdings branchenabhängig, sodass nur wenige Industriezweige eine sinnvolle Verwendungsmöglichkeit finden. So ist die Nutzung von Wasserstoff als Rohstoff meist gewinnbringender als die als Energiespeicher/-lieferant. 
Allerdings kann eine Nutzung der fortschrittlich erscheinenden Energiegewinnung aus Wasserstoff als Werbung für das Unternehmen bzw. das entsprechende Produkt verwendet werden. Hier ist es besonders förderlich, wenn bspw. mit der Nutzung grünen Wasserstoffs geworben wird.  
Neben grünem Wasserstoff, der mit Strom aus erneuerbaren Energien erzeugt wird, unterscheidet man zwischen zahlreichen Arten der Herstellung. Am bekanntesten sind grauer Wasserstoff, der mithilfe fossiler Energieträger erzeugt wird, und blauer Wasserstoff, bei welchem bei der Produktion entstehendes CO₂ abgefangen und gespeichert wird. Mit diesem Verfahren lässt sich Wasserstoff billig und in großen Mengen herstellen; grüner Wasserstoff hingegen wird zur Erreichung der Klimaziele staatlich gefördert. 

Die Umstrukturierung auf Wasserstoff wird in Deutschland generell staatlich vorangetrieben, neben Förderungen und Subventionen, auch durch einen Ausbau des Wasserstoffnetzes zum Transport. Häufig wird dafür das bestehende Gasnetz umgebaut. 
Durch diese Errungenschaften ist es gelungen Deutschland zu einer führenden Nation im Bereich Wasserstoff zu transformieren. 
Jedoch besteht die Gefahr, dass die Größe des Netzes den Bedarf übersteigt, zumal Wasserstoff aufgrund der hohen Kosten in der privaten Nutzung, also zum Heizen und in Pkws, und auch für viele Unternehmen nicht sinnvoll ist. 

Häufig hat dies den Grund, dass die Investitionen für die Unternehmen zu schwerwiegend und mit einem hohen Risiko verbunden sind. Bei einer Umstellung muss sehr umsichtig gehandelt werden, da beim Einkauf von Wasserstoff, beim Ausbau der Infrastruktur und auch beim Verkauf meist eine hohe Abhängigkeit von nur wenigen Partnern besteht.  

Die größte Konkurrenz zum Wasserstoff sind aber die erneuerbaren Energien selbst, da der durch sie produzierte Strom günstiger und mindestens ebenso umweltfreundlich ist. Durch eine direkte Nutzung der Energie ohne Übertragung auf Wasserstoff hat man auch geringere Verluste, sodass es sich für die viele Unternehmen schlicht nicht lohnt für Investition von Millionen von Euro auf Wasserstoff umzusteigen.  

Die effizienteste Anwendung für Wasserstoff ist die Verwendung als „Baumaterial“ für neue Kohlenwasserstoffmoleküle, die zusammen mit aufgefangenem CO₂ aus Verbrennungsprozessen gebildet werden können; es findet also eine Art Recycling von CO₂ statt. Dieser Methode kommt aufgrund der knapper werdenden Vorräte fossiler Brennstoffe immer mehr Aufmerksamkeit zu. 
Verschiedene Projekte zu dieser Thematik stehen allerdings noch am Anfang ihrer Entwicklung und sind vermutlich in Deutschland aufgrund der vielen benötigten Energie, die zu hohen Preisen gekauft werden muss, nicht rentabel, aber vielleicht in Zukunft in anderen Ländern denkbar. 

Fazit 

Aus dem Gespräch mit Jonas Grunwald lässt sich zusammenfassen, dass Wasserstoff heute wie auch in Zukunft für bestimmte Branchen eine sinnvolle, aber gerade wegen der hohen Kosten wohl zu überdenkende Alternative zu anderen Energieträgern bildet. Die profitabelste Verwendung bleibt jedoch diese als Rohstoff, da für energiebedürftige Prozesse der Einkauf der Energie in Form von Strom aus Erneuerbaren wirtschaftlich und ökologisch günstiger ist.