Besser geht immer. Innovation als Haltung — von der Syntheseroute zur Batterie

Synthesechemie — Strategie schlägt Fleiss

In der organischen Chemie entscheidet die Synthesestrategie oft mehr als die Ausführung. Wer die Route klug plant, braucht weniger Aufreinigungsschritte, erzielt bessere Ausbeuten und spart Zeit — seine eigene und die des Labors. Während meiner Doktorarbeit an der Universität Basel war das keine Frage der Kosten — die trug jemand anderes. Es war eine Frage der Effizienz: eine gute Strategie bedeutete weniger Aufwand bei besserem Ergebnis.

Mein Ziel waren Synthesewege ohne aufwändige Aufreinigungen — oder mit möglichst günstigen Trennschritten. Das ist kein Komfort, das ist das Zeichen einer durchdachten Retrosynthese. In der Industrie ist dieser Unterschied direkt messbar: weniger Lösungsmittel, kürzere Reaktionszeiten, weniger Abfall — das sind Kostenposten, keine akademischen Tugenden.

Forschung — an der Grenze des Beschriebenen

Forschung bedeutet, Fragen zu stellen, für die es noch keine Antwort in der Literatur gibt. Während meiner Dissertation arbeitete ich an neuartigen Molekülen für die Molekularelektronik — Systeme, deren Leitfähigkeit auf Einzelmolekülebene messbar und beschreibbar war. Resultate, die in Angewandte Chemie und Nano Letters publiziert wurden und heute mehrere hundert Zitierungen aufweisen.

Innovation entstand dort nicht durch Planung, sondern durch präzise Beobachtung und die Bereitschaft, ein unerwartetes Ergebnis ernst zu nehmen. Oft war der interessanteste Befund nicht das, was man gesucht hatte.

ARPA-E & UCSB — Innovation mit gesellschaftlichem Auftrag

An der University of California Santa Barbara, in der Gruppe von Nobelpreisträger Alan J. Heeger, arbeitete ich an Projekten im Rahmen von ARPA-E — dem Innovationsprogramm des US-Energieministeriums für Hochrisikotechnologien mit hohem gesellschaftlichem Potenzial. ARPA-E finanziert bewusst, was scheitern könnte — weil der mögliche Gewinn den Rückschlag rechtfertigt.

Hier änderte sich der Massstab. Es reichte nicht, dass etwas im Labor funktioniert. Es musste skalierbar sein, wirtschaftlich umsetzbar, technologisch wirklich neu. Diese Anforderung — die Lücke zwischen Laborergebnis und realem Nutzen — war der tägliche Arbeitsgegenstand. Fünf Jahre, fünf internationale Patente, mehrere publizierte Arbeiten.

Eine Batterie, die es noch nicht gab

Im Batteriebereich existieren seit Jahrzehnten hunderttausende Publikationen und Patentanmeldungen. Was scheinbar neu aussieht, ist es bei systematischer Recherche meist nicht. Eine der Entwicklungen aus meiner Zeit an der UCSB war eine neuartige elektrochemische Energiespeichertechnologie — nicht nur konzipiert, sondern experimentell validiert und zum funktionierenden Prototypen gebracht.

Die Erstbewertung durch die Patentprüfer war ausserordentlich positiv — eine Erteilung wäre nach ihrer Einschätzung wahrscheinlich gewesen. Das Verfahren wurde aus Kostengründen eingestellt, nicht wegen technischer Mängel. Wer weiss, wie Patentanmeldungen in der Praxis aussehen — ich habe in der Schweiz genug davon gesehen, bei Industriepartnern und Forschungsinstitutionen — weiss, was eine solche Erstbewertung im Batteriebereich bedeutet.

Patente — wenn Neuheit beweisbar wird

An fünf internationalen PCT-Patenten war ich beteiligt. Hinter jedem steht eine intensive Recherche, die meistens mit Ernüchterung beginnt: Die Idee, die man für neu hält, existiert in irgendeiner Form bereits. In Chemie, Materialwissenschaften und Elektrochemie ist die Patentdichte ausserordentlich hoch.

Ein erteiltes Patent — oder eine starke Erstbewertung — ist deshalb mehr als ein Schutzrecht. Es ist der dokumentierte Nachweis, dass eine Lösung gegenüber dem gesamten bekannten Stand der Technik als neu und nicht naheliegend bewertet wurde. Das ist eine hohe Hürde, besonders in reifen Forschungsgebieten.

Qualitätsmanagement — die unsichtbare Innovation

Im regulierten Umfeld der Spitalpharmazie sieht Innovation anders aus als im Forschungslabor — aber die Logik ist dieselbe. Eine bessere Analysemethode, ein klarerer Prozessablauf, eine Fehlerquelle, die niemand zuvor explizit benannt hatte: das sind Verbesserungen, die sich direkt in Sicherheit und Effizienz übersetzen.

Innovation und Qualität werden häufig als Gegensätze betrachtet. Meine Erfahrung zeigt das Gegenteil. Nachhaltige Innovation entsteht erst, wenn neue Ideen reproduzierbar, robust und regulatorisch abgesichert umgesetzt werden können. Ohne Qualität bleibt Innovation ein Laborergebnis. Ohne Innovationsbereitschaft bleibt Qualitätsmanagement Bürokratie.

Konkrete Beispiele aus meiner Arbeit: Entwicklung neuer UV/VIS-Analysemethoden nach Ph. Eur., GMP-Dokumentation, FMEA-basierte Risikoanalysen, Kaizen-Programm mit rund 70 Mitarbeitenden.

Lean & kontinuierliche Verbesserung

Nicht jede Innovation trägt einen Namen. Kaizen, Lean Management und kontinuierliche Verbesserung sind institutionalisierte Formen des Gedankens, der mich seit dem ersten Syntheselabor begleitet: der kürzeste Weg zum besten Ergebnis ist selten der erste, den man geht.

Viele der wirksamsten Verbesserungen entstehen durch die konsequente Frage, ob ein Schritt wirklich notwendig ist — und was passiert, wenn man ihn weglässt. Eine Optimierung im Ablauf, die niemand für spektakulär hält, kann am Ende mehr bewirken als ein Forschungsprojekt mit drei Publikationen. Der Aufwand muss zum Nutzen passen — das ist kein Kompromiss, das ist Pragmatismus.

Bildung — Wissen, das angewendet wird

Wissen, das nicht weitergegeben wird, stirbt. Als Dozent an der Berufsbildungsschule Winterthur interessiert mich nicht die Reproduktion von Wissen, sondern seine Anwendung. Eine neue Erklärung für ein bekanntes Konzept, die plötzlich verstanden wird wo vorher Unklarheit war — das ist Innovation in ihrer vielleicht unterschätztesten Form.

Gute Wissensvermittlung folgt derselben Logik wie gute Synthesechemie: der direkteste Weg zum Verständnis ist selten der längste. Was zählt, ist nicht die Vollständigkeit der Erklärung, sondern ob jemand danach etwas anders macht.