Erster Spatenstich für EMIL
Mit den ersten Spatenstichen wurde auch die Zeitkapsel vergraben. Mit im Bild sind Klaus Lips, Anke Kaysser-Pyzalla, Birgit Schröder-Smeibidl, Markus Hammes, Bernd Rech, Axel Knop-Gericke (CAT-Projektleiter vom Fritz-Haber-Institut der MPG) und Thomas Frederking. Foto: Andreas Kubatzki/HZB
Neben der Tageszeitung vom 5.8.2013 und den EMIL-Bauplänen werden Archäologen der Zukunft in dieser Zeitkapsel auch einige Proben von Dünnschicht-Solarzellen aus 2013 finden. Foto: Andreas Kubatzki/HZB
Mit einem feierlichen Spatenstich haben am Montag, den 5. August 2013 die Bauarbeiten für das neue Forschungslabor EMIL an BESSY II begonnen: Das „Energy Materials In-Situ Laboratory Berlin“ wird als hochmodernes Präparations- und Analyselabor für die Solarenergie- und Katalyseforschung direkt an BESSY II angebaut. Das Gemeinschaftsprojekt vom HZB und der Max-Planck-Gesellschaft wird eine einzigartige Infrastruktur bieten, um interdisziplinär und industriekompatibel neue Materialien und Technologien zu entwickeln, die die Energiewende ermöglichen. Dazu zählen neue Materialsysteme für Solarmodule und Speicherlösungen, für die neuartige Katalysatoren entwickelt werden müssen.
„Der Bau von EMIL ist ein klares Zeichen für den Ausbau der Energieforschung am HZB. Solche einzigartigen Infrastrukturen sind eine wichtige Voraussetzung, um raschere Fortschritte in Energietechnologien zu erreichen“, sagte Prof. Anke-Rita Kaysser-Pyzalla, wissenschaftliche Geschäftsführerin des HZB. Sie dankte allen Beteiligten am HZB, dem Projektträger Jülich und den Zuwendungsgebern, aber auch den zuständigen Behörden für ihr großes Engagement bei der Vorbereitung und Betreuung des Bauprojekts.
Der Projektleiter Prof. Klaus Lips verwies in seiner Ansprache auf den jungen Helden in Erich Kästners Kinderklassiker „Emil und die Detektive“, der für die Mission des neuen Labors steht. „So wie Emil sich Verbündete gesucht hat, geht es auch hier darum, ein schlagkräftiges Team zu bilden und mit wissenschaftlicher Detektivarbeit die Verluste in Solarzellen dingfest zu machen“, so Lips. „Ab 2015 können wir in EMIL unter realen Bedingungen schon während der Herstellung von Dünnschicht-Solarzellen oder Katalysatoren analysieren, welche Prozesse an Grenzflächen ablaufen und diese sogar tiefenaufgelöst betrachten.“
Zur Gestaltung des Gebäudes erklärte der leitende Architekt Markus Hammes: „ Wir haben uns bewusst dafür entschieden, das EMIL-Gebäude an die Formsprache des Speicherrings anzulehnen, EMIL wird wie eine herausgeschobene Schublade als integraler Bestandteil des BESSY II-Gebäudes erscheinen, aber mit eigener Aufgabe.“
Im Anschluss füllte Dr. Gerd Reichardt, der als technischer Projektmanager EMIL betreut, eine Zeitkapsel aus massivem Edelstahl: nicht nur mit dem Roman von Erich Kästner, der aktuellen Tageszeitung und den Bauplänen, sondern auch mit einigen Proben moderner Dünnschicht-Photovoltaik, die unter dem Baugrundstück vergraben wurde. Ende 2013 soll schon das Richtfest stattfinden, damit Ende 2014 die Labore bezugsfertig sind.
- 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.
- Wie sich Nanokatalysatoren während der Katalyse verändernMit der Kombination aus Spektromikroskopie an BESSY II und mikroskopischen Analysen am NanoLab von DESY gelang es einem Team, neue Einblicke in das chemische Verhalten von Nanokatalysatoren während der Katalyse zu gewinnen. Die Nanopartikel bestanden aus einem Platin-Kern mit einer Rhodium-Schale. Diese Konfiguration ermöglicht es, strukturelle Änderungen beispielsweise in Rhodium-Platin-Katalysatoren für die Emissionskontrolle besser zu verstehen. Die Ergebnisse zeigen, dass Rhodium in der Schale unter typischen katalytischen Bedingungen teilweise ins Innere der Nanopartikel diffundieren kann. Dabei verbleibt jedoch der größte Teil an der Oberfläche und oxidiert. Dieser Prozess ist stark von der Oberflächenorientierung der Nanopartikelfacetten abhängig.
- 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.