Mária Telkes

Ab 1944 packte die US-Marine ihren Schiffsbesatzungen kleine, faltbare Plastikkugeln in die Rettungsausrüstung. Sie destillierten aus Salzwasser Trinkwasser, ganz allein mit Sonnenlicht. Entworfen hatte sie Mária Telkes. Vier Jahre später leitete dieselbe Frau den Bau des ersten Wohnhauses, das die Sonne als einzige Heizquelle nutzte. Mit 80 half sie dem US-Energieministerium beim Bau des ersten vollständig solar gespeisten Hauses in Carlisle, Massachusetts.¹

Telkes hielt am Ende ihres Lebens mehr als zwanzig Patente, veröffentlichte über hundert Fachaufsätze und arbeitete sechs Jahrzehnte an Solartechnik.² ³ Kolleginnen und Kollegen nannten sie „The Sun Queen“. Außerhalb der Fachwelt kennt kaum jemand ihren Namen.

Mária Terézia Zsófia Telkes kam am 12. Dezember 1900 in Budapest zur Welt. Damals war die Stadt Hauptstadt der Doppelmonarchie Österreich-Ungarn. Ihre Eltern Aladár und Mária Telkes (geborene Lábán) gehörten dem gebildeten Bürgertum an. Aladárs Vater Simon stammte aus einer jüdischen Familie. 1881 magyarisierte Aladár den ursprünglichen Familiennamen Rubin zu Telkes, zwei Jahre später konvertierte er zum Unitarismus. 1907 erhob ihn Kaiser Franz Joseph in den ungarischen Adelsstand mit dem Prädikat „kelenföldi“.³

Schon als Zehnjährige baute sich Mária ein eigenes Chemielabor und führte erste Experimente durch.² Der Vater unterstützte ihre Neigung zur Naturwissenschaft, statt sie auf einen klassischen Mädchenweg zu lenken. Die früh entstandene Begeisterung für Energiequellen sollte das ganze Leben bestimmen.

Telkes studierte Physikalische Chemie an der Universität Budapest. Im ersten Studienjahr las sie das Buch A jövő energiaforrásai („Die Energiequellen der Zukunft“) des ungarischen Ingenieurs Kornél Zelovich.³ Die Lektüre weckte ihr Interesse für Solarenergie und führte sie später in die USA, wo damals die meiste Solarforschung stattfand.³

1920 erwarb sie ihren B.A., 1924 promovierte sie zur Doktorin der Physikalischen Chemie. Zwischen 1923 und 1924 lehrte sie bereits als Physikdozentin in Budapest.³ Anschließend nahm sie 1924 eine Stelle als Instruktorin an der Universität Genf an.³

1925 besuchte sie einen Verwandten, der als ungarischer Konsul in Cleveland arbeitete. Sie blieb. Die Cleveland Clinic Foundation engagierte sie als Biophysikerin. Gemeinsam mit dem Chirurgen George Washington Crile entwickelte Telkes ein photoelektrisches Gerät, das Hirnströme aufzeichnete.³ Zudem schrieb sie mit Crile das Buch The Phenomenon of Life.³

1937 nahm Telkes die US-amerikanische Staatsbürgerschaft an und wechselte zur Westinghouse Electric Corporation in Pittsburgh. Dort entwickelte sie Metalllegierungen für Thermoelemente, die Wärme direkt in elektrischen Strom umwandelten.³ Damit begann ihre Auseinandersetzung mit Thermoelektrik.

1939 wechselte Telkes ans Massachusetts Institute of Technology. Dort schloss sie sich dem neu gegründeten Solar Energy Conversion Project an. Das Programm finanzierte der Bostoner Industrielle Godfrey Lowell Cabot, der an die Sonne als Energiequelle der Zukunft glaubte.⁴

Telkes‘ eigentliches Interesse galt der Wärmespeicherung. Eine Frage trieb sie um: Wie konnte man die Energie eines sonnigen Tages für eine kalte Nacht aufbewahren? Sie suchte nach Phasenwechselmaterialien, also Stoffen, die beim Schmelzen viel Energie aufnehmen und beim Erstarren wieder abgeben. Fündig wurde sie bei Glaubersalz, einem kristallinen Natriumsulfat-Decahydrat.⁴

Mit dem Eintritt der USA in den Zweiten Weltkrieg holte das Office of Scientific Research and Development Telkes als zivile Beraterin. Soldaten, die nach Abschüssen oder Schiffsuntergängen im offenen Meer trieben, verdursteten häufig, obwohl Wasser sie umgab.³

Telkes entwickelte einen faltbaren, durchsichtigen Plastikballon. In Salzwasser eingelegt und der Sonne ausgesetzt, verdunstete die Innenflüssigkeit. Anschließend kondensierte sie an der kühleren Außenwand und lieferte täglich rund einen Liter Süßwasser. Den Prototyp stellte Telkes 1942 fertig.³

Der Einsatz verzögerte sich allerdings bis Kriegsende. Hoyt C. Hottel, ihr Vorgesetzter am MIT, verhandelte die Produktionsverträge wiederholt neu und bremste die Herstellung damit aus.³ Erst ab Sommer 1944 gehörten die Destillatoren zur Standardausrüstung der US Navy und der US-Luftwaffe. Bis in die 1960er Jahre blieben sie in den Rettungsinseln. Telkes‘ Konstruktion löste auch ein ziviles Problem: Auf den US-amerikanischen Jungferninseln verschaffte sie der Bevölkerung Zugang zu Trinkwasser.³

Für diese Arbeit erhielt Telkes 1945 das Certificate of Merit des Office of Scientific Research and Development.³ Sieben Jahre später nutzte die Society of Women Engineers genau diese Erfindung als Begründung für ihre erste vergebene Achievement Award.³

Nach dem Krieg drängte Telkes auf den nächsten Schritt. Sie wollte ein bewohnbares Haus, das ausschließlich die Sonne als Heizquelle nutzt. Am MIT kollidierte sie dabei mit Hottel. Der Chemieingenieur beobachtete ihre Vorliebe für Glaubersalz und ihren offenen Umgang mit der Presse misstrauisch.⁴

Telkes fand Verbündete außerhalb der Universität. Die Bostoner Architektin Eleanor Raymond entwarf 1948 in Dover, Massachusetts, ein keilförmiges, zweigeschossiges Haus. Die Bildhauerin und Philanthropin Amelia Peabody stellte das Grundstück und finanzierte den Bau. Telkes lieferte das technische Herz: Sonnenkollektoren an der Südfassade und drei isolierte Speichertanks mit Glaubersalz zwischen den Wänden.⁵

Tagsüber ließen Ventilatoren erwärmte Luft an den Salztanks vorbeiströmen. Nachts gab das erstarrende Salz die gespeicherte Wärme zurück. Am 24. Dezember 1948 zog die Familie Németh in das fertige Haus. Über zwei Winter funktionierte das System tadellos. Popular Science wertete das Projekt damals als wissenschaftlich potenziell bedeutsamer als die Atombombe.⁵

Im dritten Winter trennte sich das Glaubersalz in flüssige und feste Schichten. Die Behälter korrodierten und mussten ausgebaut werden. Das Haus selbst stand bis 2010, dann wurde es abgerissen.⁶

Schon 1946 hatte Hottel Telkes nach Schwierigkeiten mit einem früheren Glaubersalz-Experiment aus dem Solarprojekt herausgedrängt. MIT-Präsident Karl Compton stand zu ihr. Trotzdem wurde sie in die Metallurgie-Abteilung versetzt, wo sie weiter an Thermoelementen forschte.⁴

1953 ordnete George Russell Harrison, Dekan der Naturwissenschaften am MIT, eine Überprüfung des Solar-Fonds an. Der Abschlussbericht stützte Hottels Position und verwarf die Ansätze von Telkes und Cabot. Im selben Jahr entließ das MIT Telkes endgültig.⁴

Telkes wechselte 1953 ans New York University College of Engineering. Dort erhielt sie 45.000 US-Dollar von der Ford Foundation, um einen einfachen Solarofen für Regionen ohne verlässliche Brennstoffe zu entwickeln.⁷

Ihre Konstruktion sah simpel aus, hatte aber alles, was es brauchte. Eine doppelwandige, isolierte Metallbox mit Doppelverglasung an der Oberseite fing die Sonnenstrahlung ein. Vier rechteckige Reflektoren standen in einem Winkel von 60 Grad. Vier dreieckige Spiegel füllten die Lücken dazwischen. So erreichte das Gerät, je nach Quelle, zwischen 175 und 220 Grad Celsius – heiß genug zum Kochen, Sieden und Backen.⁷ ³

Das Gerät kostete in der Herstellung kalkulierte 5 US-Dollar. In Flüchtlingscamps und in Regionen ohne sichere Brennstoffversorgung gehört das Prinzip bis heute zur Grundausstattung internationaler Entwicklungsarbeit.⁷

Nach den Universitätsjahren ging Telkes in die Industrie. 1958 wurde sie Direktorin für Solarenergie bei der Curtis-Wright Corporation in Princeton.³ Dort entstand unter anderem eine Heiz- und Speicheranlage für ein Forschungsgebäude des Unternehmens.

Von 1961 bis 1963 arbeitete Telkes bei Cryo-Therm als Director of Research and Development. Hier entwickelte sie Materialien für extreme Bedingungen: Phasenwechselstoffe, die in der NASA-Mondrakete Apollo und in den Polaris-U-Boot-Raketen der US Navy konstante Temperaturen sicherten.³

Von 1963 bis 1969 leitete Telkes das Solar-Labor bei Melpar, Inc. in Virginia.² Erst danach kehrte sie an eine Universität zurück.

1969 schloss sich Telkes als Adjunct Professor dem Institute of Energy Conversion an der University of Delaware an.² Unter der Leitung des deutsch-amerikanischen Physikers Karl Wolfgang Böer entstand „Solar One“. 1971 stand das experimentelle Wohnhaus auf dem Campus.⁴

Solar One war das erste Haus, das gleichzeitig Wärme und Strom aus der Sonne gewann. Photovoltaik und passive Solarheizung trafen hier erstmals unter einem Dach aufeinander. Damit verband Telkes ihre alte thermische Idee mit der gerade reifenden Solarzellen-Technik.⁸

Mit 77 zog Telkes 1977 nach Texas und schloss sich der Solar Energy Department der American Technological University an. 1980 wechselte sie zur Firma Monegon Ltd. in Maryland.³

1981 half sie dem US-amerikanischen Energieministerium beim Bau des Carlisle House in Carlisle, Massachusetts. Das Haus deckte sowohl seinen Wärme- als auch seinen Strombedarf vollständig aus Sonnenenergie und gilt als erstes vollständig solar gespeistes Wohnhaus überhaupt.³ Patente meldete Telkes bis in ihre 80er Jahre an.³

Standardquellen nennen über zwanzig erteilte Patente. Eigene Auflistungen der Society of Women Engineers gehen von rund fünfzig aus.² Zu den wichtigsten gehören der Solar-Destillator mit Prototyp 1942 für militärische Rettungsinseln und das Dover Sun House von 1948 mit seinem Glaubersalz-Wärmespeicher. Dazu kommen frühe thermoelektrische Geräte, der Solarofen von 1953, Phasenwechselmaterialien für Apollo und Polaris sowie das Carlisle House 1981.² ³

Telkes‘ Heat Storage Unit (US-Patent 2.677.367 vom 4. Mai 1954) und ihre Composition of Matter for the Storage of Heat (US-Patent 2.677.664) sind Grundlagenpatente für die thermische Solarspeicherung.²

Solarenergie wurde nicht von einer einzigen Person erfunden. Die Geschichte der modernen Sonnentechnik reicht bis ins 19. Jahrhundert zurück. 1839 entdeckte der französische Physiker Alexandre Edmond Becquerel den photovoltaischen Effekt. 1883 baute der US-Erfinder Charles Fritts die erste funktionsfähige Solarzelle aus Selen und Goldfolie. 1954 stellten Daryl Chapin, Calvin Fuller und Gerald Pearson in den Bell Labs die erste effiziente Silizium-Solarzelle vor.

Mária Telkes erfand also nicht die Solarenergie als solche. Sie löste ein anderes Problem: die nutzbare Speicherung der Sonnenwärme über die Nacht hinweg. Damit lieferte sie den entscheidenden Baustein für solar beheizte Wohnhäuser. In der Geschichte der angewandten Solartechnik zählt sie zu den Gründerinnen der thermischen Solarspeicherung.²

Lange vor der allgemeinen Wertschätzung weiblicher Naturwissenschaftler wurde Telkes geehrt. 1945 erhielt sie das Certificate of Merit des Office of Scientific Research and Development für den Solar-Destillator.³

Am 15. März 1952 verlieh ihr die Society of Women Engineers als erster Person überhaupt den Achievement Award. Die Auszeichnung galt ausdrücklich „für ihre kriegswichtige Methode, mit Sonnenwärme aus Salzwasser Trinkwasser zu destillieren“.³

1977 zeichnete das Building Research Advisory Board der National Academy of Sciences ihr Lebenswerk im Bereich solar beheizter Gebäude aus. Im selben Jahr verlieh ihr die American Solar Energy Society den Charles Greeley Abbot Award.⁹

Posthum nahm die National Inventors Hall of Fame sie 2012 auf.² 2021 benannte die Internationale Astronomische Union den Asteroiden 390743 Telkesmária nach ihr.³ 2022 widmete Google ihr ein Doodle anlässlich ihres 122. Geburtstags.¹³ 2023 zeigte die PBS-Reihe American Experience die Dokumentation The Sun Queen und erzählte ihre Geschichte erstmals einem breiteren Publikum.¹⁰

Telkes‘ wissenschaftlicher Nachlass mit Notizen, Korrespondenz und Patentskizzen liegt heute in den Design and Arts Special Collections der Arizona State University Library in Tempe.²

Mária Telkes starb am 2. Dezember 1995 in Budapest, zehn Tage vor ihrem 95. Geburtstag. Die Reise war ihr erster Besuch in der Heimatstadt seit 1925, also seit siebzig Jahren. Eine konkrete medizinische Todesursache ist nicht überliefert. Die zugänglichen Quellen sprechen von einem Tod aus Altersgründen.¹¹

Telkes heiratete nie und hatte keine Kinder. Sie war Mitglied der American Chemical Society, der Electrochemical Society, der Solar Energy Society (Board of Directors) und der Society of Women Engineers.² Bis zuletzt blieb sie forschend tätig.

Vier Sätze sind verbürgt, weil sie in dokumentierten Interviews, Reden oder Briefen festgehalten wurden.

Über ihre Motivation sagte sie 1942: „It is the things supposed to be impossible that interest me. I like to do things they say cannot be done.“¹⁰ Auf Deutsch: „Es sind die Dinge, die als unmöglich gelten, die mich interessieren. Ich liebe es, das zu tun, was angeblich nicht geht.“

Über das Dover Sun House äußerte sie 1950: „Each new house is another experimental stepping stone toward the use of the sun as a fuel resource.“⁴ Auf Deutsch: „Jedes neue Haus ist ein weiterer experimenteller Trittstein hin zur Nutzung der Sonne als Brennstoff.“

Auf der Konferenz der Vereinten Nationen zur Erhaltung und Nutzung der Ressourcen sprach sie 1949 in Lake Success, New York. Dort hielt sie fest: „Solar energy is our greatest untapped energy resource and future development in its utilization should be regarded as one of the most important and fruitful projects.“³ Auf Deutsch: „Die Sonnenenergie ist unsere größte unerschlossene Energiequelle, und ihre künftige Nutzung sollte als eines der wichtigsten und ertragreichsten Projekte gelten.“

Im Begleittext zu ihrer SWE-Auszeichnung von 1952 ist außerdem ihr Satz überliefert: „Sunshine isn’t lethal – except perhaps in the form of sunburn.“² Auf Deutsch: „Sonnenschein ist nicht tödlich – höchstens in Form von Sonnenbrand.“

Im Quickborner Ortsteil Quickborn-Heide trägt eine Straße im Gewerbegebiet EQ Businesspark ihren Namen.¹² Auch in Ostfildern bei Stuttgart ist eine Straße nach ihr benannt.¹³ Solche Benennungen sind selten für Naturwissenschaftlerinnen. Sie sind Ausdruck einer wachsenden Erinnerung an Frauen, deren Beiträge in der Geschichte der Energiewende lange fehlten.