Als Prinzip bezeichnen wir mit Thomas das, woraus etwas auf irgendeine Weise hervorgeht (id a quo aliquid procedit quocumque modo). Es kann sich dabei um ein Hervorgehen dem Sein nach oder dem Erkennen nach bzw. um ein reales oder ein erkenntnismässiges Hervorgehen handeln. Im ersten Fall haben wir es mit einem Seinsprinzip (Realprinzip), im zweiten mit einem Erkenntnisprinzip zu tun. Die Seinsprinzipien oder metaphysischen Prinzipien, von denen hier die Rede ist, sind formell nicht Seins- sondern Erkenntnisprinzipien. Trotzdem nennt man sie analog Seins- oder metaphysische Prinzipien, weil sie sich unmittelbar aus den obersten Begriffen des Seins und des Nichtseins ergeben.
In neuerer Zeit pflegt man allgemein vier solche Prinzipien anzuführen:
1. Das Kontradiktionsprinzip (principium contradictionis)
Das Kontradiktionsprinzip steht an erster Stelle. Sobald der Verstand die Begriffe des Seins und des Nichtseins erworben hat und sie miteinander vergleicht, leuchtet ihm das Verhältnis des Gegensatzes oder des Widerspruchs ein, das zwischen ihnen besteht. Das ist der Inhalt des Kontradiktionsprinzips, welches sich so ausdrücken lässt: Das Gleiche kann unter demselben Gesichtspunkt nicht zugleich sein und nicht sein. Thomas sagt: «Illud quod primo cadit in apprehensione est ens, cuius intellectus includitur in omnibus quaecumque quis apprehendit. Et ideo primum principium indemonstrabile est quod non est simul affirmare et negare, quod fundatur supra rationem entis et non entis: et super hoc principio omnia alia fundantur» (STh I-lI, q. 94, art. 2 c.).
Das Kontradiktionsprinzip wie auch die anderen obersten Prinzipien sind unmittelbare analytische Urteile – also Urteile, in denen das Verhältnis von Subjekt und Prädikat sich direkt bzw. ohne Beweisführung allein aus der Analyse des Subjektes ergibt -, die jedermann durch sich einleuchten. Sie müssen daher nicht bewiesen werden, und sie können auch nicht direkt bewiesen werden, sondern nur indirekt, indem man die Absurdität des Gegenteils aufzeigt.
2. Das Identitätsprinzip (principium identitatis)
Das Identitätsprinzip lautet: Jedes Seiende ist das, was es ist. Dieses Urteil ist nicht tautologisch, denn es drückt die Einheit jedes Seienden aus. Aufgrund dieser Einheit ist das Sein eben Sein, der Mensch Mensch, das Tier Tier usw. Das Sein und die Einheit sind zwar real identisch. Doch fügt die Einheit in unserem Denken zum Sein einen besonderen Gesichtspunkt hinzu.
3. Das Prinzip des ausgeschlossenen Dritten (principium exclusi tertii)
Zwischen dem Sein und dem Nichtsein gibt es kein Drittes, kein Mittleres. Dieses Prinzip wurzelt im Kontradiktionsprinzip. Es besagt im Grund das gleiche wie das Kontradiktionsprinzip und stellt nur eine andere Formulierung desselben Sachverhaltes dar.
4. Das Prinzip des hinreichenden Grundes (principium rationis sufficientis)
Seit Leibniz wird auch das Prinzip des hinreichenden Grundes zu den obersten Prinzipien oder Axiomen gerechnet: Nichts ist ohne hinreichenden Grund. Positiv ausgedrückt besagt dieses Prinzip, dass jedes Seiende einen Seinsgrund haben muss, das heisst einen Grund, um dessentwillen es ist und nicht nicht ist. Das ist leicht einzusehen. Besässe nämlich irgendein Seiendes keinen Seinsgrund, so würde es sich vom Nichts nicht unterscheiden, denn es ist dem Nichts eigen, keinen Seinsgrund zu haben, da es ja dem Sein entgegengesetzt ist. Der hinreichende Grund für die Existenz eines Dinges kann in diesem selbst oder in einem anderen liegen. Das unendliche Sein, Gott, hat ihn in sich. Das endliche Sein besitzt ihn ausserhalb von sich, nämlich in einer Ursache.
Das Prinzip des hinreichenden Grundes ist in seiner allgemeinen Formulierung ein transzendentales Prinzip. In seiner Anwendung auf das endliche Sein wird es zum Kausalitätsprinzip (Alles, was entsteht/wird, hat eine Ursache – omne quod fit, habet causam), und dieses ist nicht mehr transzendental, da es sich nur auf das endliche Sein bezieht.
Gion Darms: Von der Philosophie fürs Leben lernen. Peter Steinegger, Carl J. Wiget, Stefan Pfyl, Franz Xaver von Weber, 2012, S. 162-163.
Jomi Leman is a company that patents an electrochemical device for the storage of hydrogen. Michel Jehan, President and CEO of Jomi Leman and co inventor
Daniel Fruchart, direction recherche Jomi Leman and co inventor
Nathalie Skryabina, direction recherche Jomi Leman and co inventor
Albin Chaise, co inventor
Patricia Derango, CNRS, institut NEEL, co inventor.
Finalist beim Europäischen Erfinderpreis 2023
Jomi Leman is a company that patents an electrochemical device for the storage of hydrogen. Michel Jehan, President and CEO of Jomi Leman and co inventor Daniel Fruchart, direction recherche Jomi Leman and co inventor Nathalie Skryabina, direction recherche Jomi Leman and co inventor Albin Chaise, co inventor Patricia Derango, CNRS, institut NEEL, co inventor.
Wasserstoff spielt eine Schlüsselrolle bei der Energiewende. Er liefert dreimal soviel Energie wie fossile Brennstoffe. Allerdings benötigt er dafür auch mehr Platz, und um ihn zu komprimieren und zu speichern, braucht man mehr Energie. Das multidisziplinäre französische Team Patricia de Rango, Daniel Fruchart, Albin Chaise, Michel Jehan und Nataliya Skryabina hat einen Weg gefunden, Wasserstoff sicher und effizient in fester Form zu speichern und dadurch die Lagerung und den Transport zu erleichtern. Für ihre vielversprechende Arbeit wurde das französische Team aus mehr als 600 Kandidatinnen und Kandidaten für den Europäischen Erfinderpreis 2023 in die Riege der Finalisten in der Kategorie „Forschung“ gewählt.
Die ETH-Forschenden Samuel Heiniger (links, mit einem Glas Eisenerz) und Professor Wendelin Stark vor den drei Eisenreaktoren am Campus Hönggerberg der ETH Zürich. (Bild: ETH Zürich)
ETH Zürich verwendet eine reversible Methode, um Wasserstoff H₂ sicher und langfristig zu speichern.
Bis 2050 soll Photovoltaik über 40 Prozent des Schweizer Strombedarfs decken. Doch Solarstrom fliesst nicht immer dann, wenn man ihn braucht: Im Sommer gibt es zu viel davon und im Winter, wenn die Sonne seltener scheint und Wärmepumpen auf Hochtouren laufen, zu wenig. Gemäss der Energiestrategie des Bundes will die Schweiz die Winterstromlücke mit einer Kombination aus Importen, Wind- und Wasserkraft sowie durch alpine Solaranlagen und Gaskraftwerke schliessen.
Eine Möglichkeit, den Anteil der Importe und von Gaskraftwerken im Winter möglichst klein zu halten, ist die Produktion von Wasserstoff aus günstigem Solarstrom im Sommer, der dann im Winter verstromt werden könnte. Doch Wasserstoff ist hochentzündlich, extrem flüchtig und macht viele Materialien spröde. Um das Gas vom Sommer bis in den Winter zu speichern, sind spezielle Druckbehälter und Kühltechniken erforderlich. Diese benötigen viel Energie und der Bau der Speicheranlagen ist aufgrund der vielen Sicherheitsvorkehrungen sehr teuer. Zudem sind Wasserstofftanks nie ganz dicht, was die Umwelt belastet und zusätzliche Kosten verursacht.
Wendelin Stark, ETH-Professor für funktionale Materialien am Departement Chemie und Angewandte Biowissenschaften, haben nun eine neue Speichertechnik entwickelt, um Wasserstoff saisonal zu speichern. Diese Art der Speicherung ist viel sicherer und günstiger als bestehende Lösungen. Dazu nutzen die Forschenden eine bekannte Technologie und das vierthäufigste Element der Erde: Eisen.
Fig. 1 (a) Mismatch between the annual PV production and electricity demand in Switzerland in 2017. The production and demand are both normalized to their annual average values, corresponding to a future situation where production and demand are equal (100% on the horizontal axis in b). (b) Self-sufficiency in winter (defined as the time duration that solar PV and storage could cover the electricity need from Dec to Feb) as a function of installed PV capacity. Three cases are presented: no storage; with day–night storage (e.g. batteries in households); and with both day–night and seasonal storage (detailed calculation in ESI Notes 2–3†). (c and d) Schematic representation of iron-based seasonal energy storage. => Safe seasonal energy and hydrogen storage in a 1 : 10 single-household-sized pilot reactor based on the steam-iron process.
Katalyse ist die Wissenschaft von der Beschleunigung chemischer Elementarprozesse. Durch die Anwendung leistungsfähiger Katalysatoren laufen chemische Reaktionen bei gleichzeitiger Erhöhung der Ausbeute, Vermeidung von Nebenprodukten und Senkung des spezifischen Energiebedarfs ressourcenschonend ab. Der globalen Forderung nach einer effizienten Nutzung aller Ressourcen kann nur mit einer effizienten Katalyseforschung entsprochen werden. Schon gegenwärtig durchlaufen vier von fünf chemischen Produkten bei Ihrer Herstellung einen Katalysezyklus. So stellt die Katalyse eine Querschnittswissenschaft dar, die dazu beiträgt, Lösungen für die wesentlichen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts zu finden.
Wir «backen» uns einen Wasserstoffspeicher wie eine einfache Zutat wie Natron, die die Energiewende befördert
Noch immer suchen Forscher nach einem idealen Weg zur sicheren und stabilen Speicherung von Wasserstoff, dem Hoffnungsträger der Energiewende. Wie sich dieses flüchtige und brennbare Gas gefahrlos und mit einfachen „Zutaten“ bändigen lässt, darüber berichten Forscher vom Leibniz-Institut für Katalyse in Rostock, LIKAT, und der Firma H2APEX in der jüngsten Ausgabe von NATURE COMMUNICATION.
Sie entwickelten gemeinsam ein homogenes Katalysatorsystem, mit dem sie Wasserstoff (H₂) an Kaliumbikarbonat binden und auf diese Weise sicher und stabil chemisch speichern können. Bikarbonat ist ein Salz der Kohlensäure, landläufig als Backpulver oder Natron bekannt.
A Green hydrogen pathway from production to utilization. Excess energy from renewable sources can be used to electrolyze water. The hydrogen can then be chemically stored in so called hydrogen carriers (HC) and released using suitable catalysts. Finally, energy can be recovered via combustion or fuel cell5. B Overview of volumetric and gravimetric energy densities for various energy carriers30,31. C Chemical hazards of loaded HC compared to H2. [1] Hazardous symbols are listed for DBT. => Nature Communication
