Pflanzenkraft, die einleuchtet

Wenn sich Franz John in seinem Atelier eine Pause gönnt, hört er manchmal dem Hopfen beim Wachsen zu. Mit einer Tasse Tee setzt er sich neben die Kletterpflanze ans offene Fenster, streckt die Füße hinaus in die Sonne und wartet. Alle paar Minuten erklingt ein «Plonk» oder ein «Klock»: Die Pflanze rankt an sechs Gitarrensaiten empor, die der Künstler als Kletterhilfe aufgespannt hat. Die Saiten wurden von ihm mit Tonabnehmern versehen, kleine Lautsprecher machen die Geräusche der Pflanze hörbar. Mal klingt es wie ein Klopfen, wenn sich die Triebe vorsichtig an die Saiten tasten, mal raschelt, kratzt oder knarrt es. Für eine Pflanze macht der Hopfen also erstaunlich viel Krach. Er arbeite gerne mit solch unscheinbaren Prozessen, sagt Franz John und lächelt verschmitzt.

Der Hopfen wächst bereits seit Längerem in seinem Atelier. Die Idee, ihn für ein experimentelles Klangprojekt zu nutzen, entstand während der Coronapandemie. Als er wieder einmal mit seiner Tasse am Fenster saß, fiel ihm auf, dass die Spitze der Ranke inzwischen an einer anderen Stelle war. Kein Wunder: Hopfen kann unter günstigen Bedingungen bis zu 30 Zentimeter pro Tag zulegen. Genau dieses schnelle, aber kaum wahrnehmbare Wachstum wollte er erfahrbar machen. «Man konnte damals praktisch nichts unternehmen», sagt er, «warum also nicht einer Pflanze beim Wachsen zuhören?»

Seit den 1980er-Jahren entwickelt Franz John experimentelle Medienkunst an der Schnittstelle von Kunst und Wissenschaft. Viele seiner Installationen im öffentlichen Raum oder in ortsspezifischen Ausstellungen sind interaktiv angelegt: Sie laden dazu ein, berührt und benutzt zu werden. So wird das Zusammenspiel von Natur, menschlicher Wahrnehmung und medialer Darstellung unmittelbar erfahrbar. «Mich interessiert das Abseitige, Verborgene, Spannende unterhalb der Oberfläche», sagt er. Seine Projekte bereitet der Künstler mit intensiven, manchmal mehrjährigen Recherchen vor. Dabei geht er mit Akribie und Ernsthaftigkeit vor, fast wie ein Wissenschaftler. Er tauscht sich mit Forscher:innen und Expert:innen aus, sammelt jede Menge Informationen und macht daraus Kunst.

Wer Johns Atelier in einem versteckten Hinterhaus in Berlin-Moabit betritt, erkennt sofort seinen Wissensdrang. Das Studio ähnelt einem Planungsbüro: Bücher und Ordner reihen sich in den Regalen, die Schubladenschränke sind akkurat beschriftet, auf dem Schreibtisch liegen sorgfältig drapierte Klarsichtmäppchen mit Projektdokumenten, an den Wänden hängen einige seiner Werke. Aus einem Taschenradio erklingt klassische Musik. Bei seinen Recherchen, sagt John, brauche er immer wieder Momente der Ruhe – wie etwa bei der Tasse Tee am Fenster.

Womit wir wieder beim hörbaren Hopfen wären. Tatsächlich ist er ein Nebenprodukt einer Forschungsreihe, die Franz John seit rund 15 Jahren beschäftigt. Für sein Projekt «Ressource Farbe» sammelt und untersucht er Pflanzen wie den Hopfen, nutzt deren Farbstoffe und entwickelt daraus besonders nachhaltige Solarzellen. Diese wiederum liefern die Energie für seine Klang- und Lichtinstallationen. So spannte er im nordrhein-westfälischen Künstlerdorf Schöppingen blau leuchtende Fäden und pulsierende LEDs an einem ausgedienten Trafohäuschen auf, gespeist von seinen Farbstoff-Solarzellen. Mit nachhaltigen Materialien und geringem Energieverbrauch bringt er Verborgenes zum Leuchten und verleiht ihm neue Bedeutung.

Damit führt Franz John künstlerisch eine Idee weiter, die der Schweizer Chemiker Michael Grätzel in den 1980er-Jahren an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne ausgetüftelt hatte. Grätzel wollte die natürliche Photosynthese nicht nur verstehen, sondern technisch nachahmen. «Ich habe mich immer gefragt, wie die Natur das macht», sagte Grätzel einst in einem Interview mit dem Schweizer «Sonntagsblick-Magazin». Wenn die Natur es schaffe, Licht so effizient zu nutzen, warum nicht auch der Mensch? Anfang der 1990er-Jahre präsentierte er seine Antwort: Solarzellen, die ohne den teuren und energieintensiven Rohstoff Silizium auskommen. Stattdessen fangen sie Licht mittels pflanzlicher Farbstoffe ein und wandeln es in elektrischen Strom um – ähnlich wie Blätter an einem Baum.

Um zu zeigen, wie simpel seine sogenannten «Grätzelzellen» aufgebaut sind, ließ der Professor seine Studierenden selbst experimentieren. Die nötigen Zutaten holten sie sich aus der Natur: Brombeeren, rote Zwiebelschalen oder Hagebutten.

Grätzelzellen sind nicht nur einfacher und umweltfreundlicher herzustellen als Siliziumzellen, sie funktionieren auch bei diffusem Licht effizient, also im Schatten, bei Nebel oder in Innenräumen. Gerade dort, wo herkömmliche Solarzellen an ihre Grenzen stoßen. Deshalb verfolgt die Forschung weiterhin mit großem Interesse Farbstoffsolarzellen, auch wenn sie bislang eher ein Nischendasein führen. Gegen die immer günstigeren Siliziumzellen konnten sie sich zwar noch nicht durchsetzen. Doch eine Weiterentwicklung dieses Prinzips, die sogenannte Perowskit-Solarzelle, verspricht so hohe Wirkungsgrade, dass sie das Potenzial hat, die Photovoltaik zu revolutionieren.

Franz John begegnet der Grätzelzelle erstmals 2010, als er Teil eines künstlerisch-wissenschaftlichen Projekts am Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung war. Dass sich aus Zwiebelschalen Strom gewinnen lässt, konnte er kaum glauben. «Ich dachte zunächst, das sei Humbug», sagt er. Doch je intensiver er sich mit der Technologie beschäftigte, desto mehr reizten ihn ihre Möglichkeiten. «Mich hat die Idee fasziniert, Energie aus Pflanzen zu gewinnen, die vor meiner Haustür wachsen.» Das passte zu seiner naturwissenschaftlichen Neugier, aber auch zu Fragen der Nachhaltigkeit, die ihn schon länger beschäftigen. Diese Neugier wurde früh von seinem Großvater geweckt – mit ihm war er als Kind oft im Frankenwald unterwegs, wo er im oberfränkischen Dorf Marktleugast aufwuchs. Die gemeinsamen Wanderungen weckten nicht nur sein Interesse für die Natur. Sie schärften auch seinen Blick dafür, wie menschliches Handeln Landschaften und Ökosysteme verändert. Bis heute sind ihm Konsum und Verschwendung fremd geblieben. Nachhaltig handelt er nicht aus politischer Überzeugung. «Es ist einfach so, wie ich lebe», sagt er.

Die Solartechnologie und ihr großes Potenzial musste er einfach in die Welt hinaustragen. Doch wie immer, bevor es an die künstlerische Umsetzung ging, wollte er zunächst alles darüber wissen: Wie man Farbstoffe aus Pflanzen extrahiert, woraus man eine Zelle zusammenbaut, welche Pflanzen dabei am besten funktionieren. Um den ganzen Prozess von der Pike auf zu lernen, organisierte der Künstler gemeinsam mit einer Berliner Chemie-Abiturklasse das Projekt «Raus aus der Biotonne!» zur kreativen Energiegewinnung an Schulen. Mit den Schüler:innen arbeitete er ein Vierteljahr lang daran, eigene Prototypen von Grätzelzellen zu entwickeln. Die benötigten Farbstoffe gewannen sie zum Teil aus Pflanzenabfällen, die sie in den Biotonnen der Schulküche fanden. Mit diesen Testzellen konstruierten sie kleine Lichtinstallationen und kinetische Objekte, die anschließend bei der «Langen Nacht der Wissenschaften» am Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie präsentiert wurden.

Damit war Franz Johns Neugier noch lange nicht gestillt. Immer neue Pflanzen testete er in den folgenden Jahren auf ihr Energiepotenzial. «So systematisch, wie ich da rangehe», sagt er, «wurde das bislang kaum wissenschaftlich untersucht.» Erneut spielt der Hopfen eine besondere Rolle: Die Pflanze lieferte in seinen Versuchen vergleichsweise hohe Energiewerte. Welchen Aufwand er hierbei betrieb, illustriert die Zeit, die er 2019 im Rahmen eines Stipendiums der ZF Kunststiftung in Friedrichshafen am Bodensee verbrachte. Dort in der Nähe, bei Tettnang, befindet sich das zweitgrößte Hopfenanbaugebiet Deutschlands. Neugierig geworden durch sein Solarprojekt, untersuchte er das Energiepotenzial der Kulturpflanze bis ins letzte Detail. So verwendete er unterschiedlichste Hopfensorten und testete, welche Pflanzenteile in welchen Wachstumsstadien besonders viel Energie liefern. 

An einem frühsommerlichen Vormittag in Berlin-Neukölln wuseln Kinder in einem Schulgarten umher und sammeln Pflanzen. Einige pflücken Löwenzahn und Klee in großen Büscheln, andere finden Weinreben, wilden Hopfen oder, wie eine Gruppe übermütiger Jungs, Brennnesseln. Unter Franz Johns Anleitung werden die Kinder aus der sechsten Klasse Grätzelzellen bauen – und zwar innerhalb weniger Stunden. Die Pflanzen, aus denen sie den Farbstoff gewinnen sollen, dürfen sie selbst auswählen. Im Schulgarten müssen sie nicht lange suchen. Zwischen Beeten voller Gemüse, bunten Bienenkästen, um die herum es leise summt, und einem Laubengang, den üppiger Blauregen überwuchert, sprießt das Grün überall. Wie ein Biotop liegt der Schulgarten mitten in einem Kiez, der als sozialer Brennpunkt gilt.

Ihre Ausbeute tragen die Kinder in die angrenzende Lernwerkstatt direkt neben dem Schulgarten, wo Franz John sie begutachtet. Die Unsicherheit, ob und wie ihre Auswahl funktioniert, ist Teil des Experiments. Besonders die Weinrebe interessiert den Künstler, da er diese noch nicht untersucht hat. «Was machen wir heute eigentlich?», fragt er noch einmal in die aufgekratzte Kinderrunde. «Strom aus Pflanzen!», antwortet ein Junge. «Und wer kann mir die Photosynthese erklären?» Eines der Kinder weiß es tatsächlich: Hanna meldet sich und erklärt, wie der grüne Farbstoff Chlorophyll in den Chloroplasten der Blätter das Sonnenlicht einfängt – und wie die Pflanze mit dieser Energie aus Wasser und Kohlendioxid Traubenzucker erzeugt, um sich selbst zu ernähren. John ist sichtlich beeindruckt. «Die Grätzelzellen funktionieren nach demselben Prinzip», erklärt er. Dann hält er eine vorproduzierte, handtellergroße Zelle unter eine Lampe. Sogleich springt ein winziger Elektromotor an. Eine daran befestigte bunte Feder beginnt sich zu drehen. Und bei einigen Kindern, die bisher nicht ganz verstanden haben, worum es geht, fällt nun auch der Groschen.

Als Erstes müssen die Schüler:innen den Farbstoff aus den Pflanzen herausholen. Mit Scheren schnippeln sie ihre gesammelten Gewächse klein. Dabei rächen sich die Brennnesseln. «Autsch», sagt Emil, «das juckt!» Allgemeines Gelächter, das sich aber schnell legt. Denn schon kommen die Pflanzenschnipsel unter den Stabmixer, der sie in grüne Matschepampe verwandelt. «Wir machen Pesto», sagt eines der Kinder. Alle drängeln sich ungeduldig um den Mixer. Die Pampe landet in Schüsseln und manchmal auch daneben. Mehr und mehr Kleckse verteilen sich auf dem Boden; überall liegen Pflanzenreste. Franz John versucht, das Chaos zu bändigen.

Bald scharen sich die Kinder um einige daumengroße Glasplättchen, die als Bauteile für die Zelle dienen. Jeweils zwei Plättchen funktionieren wie die Brotscheiben eines Sandwichs: Zusammengeklemmt halten sie die Füllung aus pflanzlichem Farbstoff. Eine Hälfte ist mit Titandioxid bestrichen, weiß wie Zahnpasta: Es leitet die Elektronen weiter, die der Farbstoff freisetzt, während er Sonnenlicht aufnimmt. Die andere Hälfte schraffieren die Kinder mit einem Bleistift. Das darin enthaltene Grafit nimmt die Elektronen auf und führt sie zurück, wodurch sich der Stromkreis schließt. Die Plättchen mit Titandioxid versenken die Kinder nun in ihren Schüsselchen voller Pflanzenpampe. Nach wenigen Minuten sind sie grün eingefärbt, danach müssen sie trocknen. «Solange machen wir kurz Pause», sagt Franz John. Die Kinder stürmen  wieder ins Freie.

Nach der Pause setzen die Kinder die Grätzelzelle zusammen. Zuerst träufeln sie Jod zwischen die Plättchen – ein Elektrolyt, das dafür sorgt, dass die geladenen Teilchen weitergeleitet werden können. Dann fixieren sie jeweils ein eingefärbtes Glasplättchen und ein Grafitplättchen mit zwei Klammern. Fertig sind die Zellen. Aber funktionieren sie auch?

«Jetzt bin ich aber auch gespannt», sagt die Leiterin Tina Haber, «wie stark eure Pflanzen-Solarzellen sind.» Sie hat alle Kinder im Blick und weckt an diesem Vormittag immer wieder die Begeisterung und Konzentration auch bei denjenigen, die zwischendurch mal den Faden verloren haben. Nun halten die Kinder nacheinander ihre Zellen unter eine Lampe, schließen die Klammern an ein Messgerät an und testen, wie viel Energie sie liefern. Alle funktionieren – doch nicht alle gleich gut. So fließt der Strom in der Zelle mit dem wilden Hopfen fast sechsmal so stark wie in jener mit Brennnesseln. Als die Weinrebe an die Reihe kommt, die auch für Franz John noch eine Unbekannte ist, wird er nervös wie ein Wissenschaftler vor einem wichtigen Experiment. Gespannt blickt er auf die Anzeige. Sie zeigt 376 Millivolt Spannung und 103 Mikroampere Stromstärke. Die Spannung gibt an, wie stark die Zelle den Strom antreibt, und die Stromstärke, wie viel Strom tatsächlich fließt. Was für Laien nach wenig klingt, begeistert den Künstler John. «Das sind erstaunlich hohe Werte», sagt er. Denn multipliziert man die beiden Werte, erzeugt die winzige Weinrebenzelle knapp 39 Mikrowatt Leistung. «Wussten Sie, dass die Weinrebe so viel Energie liefern kann?», fragt Doğukan, der die Pflanze eingesetzt hat und stolz ist auf seine Entdeckung. «Nein, das ist für mich auch neu», antwortet Franz John.

Die gemessenen Leistungswerte ihrer Zellen tragen die Kinder in eine Tabelle ein. Zu den Pflanzen, die sie für die Zellen verwendet haben, halten sie am Schluss kurze Vorträge. Sie präsentieren dabei selbst gestaltete Plakate mit Wissenswertem, verziert mit Farbe, die sie aus ihren gesammelten Pflanzen gewonnen haben. Einige lesen nervös ab, manche verlieren den Faden und kichern, andere sprechen frei und selbstbewusst. Franz John hört gespannt zu. Er merkt schnell, bei wem der Funke übergesprungen ist. «Für manche ist das ein richtiger Augenöffner», sagt er. Diese Kinder tragen nach dem Workshop nicht nur ihre selbstgebauten Grätzelzellen nach Hause, sondern womöglich auch eine neue Sicht auf die Umwelt.

Und darin liegt das Wesentliche, was Franz John antreibt. In seiner pädagogischen Arbeit wie auch in seiner Kunst will er kleine Fenster öffnen: für eine andere Art, die Welt zu sehen und mit ihr umzugehen. Die Grätzelzelle ist für ihn dabei nicht bloß eine technische Spielerei, sondern zeigt, dass sich Dinge selbst mit einfachsten Mitteln verändern lassen.

Vielleicht sitzt Franz John bald wieder mit einer Tasse Tee am Fenster, hört dem Hopfen beim Wachsen zu und entdeckt im Unscheinbaren etwas, das andere übersehen. Denn genau dort beginnt für ihn Veränderung: mit der Bereitschaft, neugierig zu bleiben auf die Welt. Eine Welt, in der Menschen nicht auf Kosten der Natur leben und arbeiten – sondern mit ihr.