Helmholtz-Zentrum Berlin stärkt Aktivitäten zur Forschung an solaren Brennstoffen in Zusammenarbeit mit der Universität Erlangen-Nürnberg
Gestern hat der Senat der Helmholtz-Gemeinschaft seine Zustimmung gegeben für die Ansiedlung eines neuen Helmholtz-Instituts zur Erforschung Erneuerbarer Energien in Erlangen und Nürnberg, kurz HI ERN. Das Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB) ist neben dem Forschungszentrum Jülich und der Universität Erlangen und Nürnberg einer der Kooperationspartner und wird seine Expertise auf dem Gebiet der Dünnschicht-Photovoltaik in das neue Institut einbringen.
„Die Dünnschicht-Techniken, die bislang zur Herstellung von neuartigen Solarzellen verwendet werden, wollen wir auch für die solare Brennstofferzeugung nutzbar machen. Auf diesem Gebiet verfügt das HZB über einzigartiges Know-How. Dies wollen wir als Partner in das neue Helmholtz-Institut einbringen“, sagt Prof. Anke Kaysser-Pyzalla, wissenschaftliche Geschäftsführerin des HZB.
Unter anderem wird das HZB eine W2-Professur auf diesem Gebiet finanzieren und den Zugang der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Nürnberg und Erlangen zu den einzigartigen Infrastrukturen am HZB ermöglichen.
„Unsere Beteiligung am HI ERN ist auch ein Ausdruck dafür, dass sich das HZB verstärkt als modernes Energieforschungszentrum mit Schwerpunkt Materialforschung ausrichtet“, betont Anke Kaysser-Pyzalla.
Bereits im vergangenen Jahr wurde am HZB unter Leitung von Prof. Roel van de Krol ein neues Institut für Solare Brennstoffe gegründet. Und im August folgt am Synchrotronring BESSY II nach Abschluss der umfangreichen Planungen die Grundsteinlegung für den Bau einer weltweit einzigartigen Laboranlage – genannt EMIL, Energy Materials In-Situ Laboratory Berlin.
Hier sollen in Zukunft mit Röntgenanalytik Materialien für die Photovoltaik und für photokatalytische Prozesse untersucht werden. Nach Fertigstellung des Anbaus an BESSY II wird man wie nirgendwo sonst auf der Welt die Materialherstellung und ultrapräzise Analyse von Schichteigenschaften ohne Unterbrechung des für die Synthese notwendigen Vakuums miteinander verbinden können.
- Poröse organische Struktur verbessert Lithium-Schwefel-BatterienEin neu entwickeltes Material kann die Kapazität und Stabilität von Lithium-Schwefel-Batterien deutlich verbessern. Es basiert auf Polymeren, die ein Gerüst mit offenen Poren bilden. In der Fachsprache werden sie radikale kationische kovalente organische Gerüste oder COFs genannt. In den Poren finden katalytisch beschleunigte Reaktionen statt, die Polysulfide einfangen, die ansonsten die Lebensdauer der Batterie verkürzen würden. Einige der experimentellen Analysen wurden an der BAMline an BESSY II durchgeführt. Prof. Yan Lu, HZB, und Prof. Arne Thomas, Technische Universität Berlin, haben diese Arbeit gemeinsam vorangetrieben.
- Metalloxide: Wie Lichtpulse Elektronen in Bewegung setzenMetalloxide kommen in der Natur reichlich vor und spielen eine zentrale Rolle in Technologien wie der Photokatalyse und der Photovoltaik. In den meisten Metalloxiden ist jedoch aufgrund der starken Abstoßung zwischen Elektronen benachbarter Metallatome die elektrische Leitfähigkeit sehr gering. Ein Team am HZB hat nun zusammen mit Partnerinstitutionen gezeigt, dass Lichtimpulse diese Abstoßungskräfte vorübergehend schwächen können. Dadurch sinkt die Energie, die für die Elektronenbeweglichkeit erforderlich ist, so dass ein metallähnliches Verhalten entsteht. Diese Entdeckung bietet eine neue Möglichkeit, Materialeigenschaften mit Licht zu manipulieren, und birgt ein hohes Potenzial für effizientere lichtbasierte Bauelemente.
- Schlüsseltechnologie für eine Zukunft ohne fossile EnergieträgerIm Juni und Juli 2025 verbrachte der Katalyseforscher Nico Fischer Zeit am HZB. Es war sein „Sabbatical“, für einige Monate war er von seinen Pflichten als Direktor des Katalyse-Instituts in Cape Town entbunden und konnte sich nur der Forschung widmen. Mit dem HZB arbeitet sein Institut an zwei Projekten, die mit Hilfe von neuartigen Katalysatortechnologien umweltfreundliche Alternativen erschließen sollen. Mit ihm sprach Antonia Rötger.