Neutron Summer School zur Untersuchung von wasserstoffspeichernden Materialien
Teilnehmer und Betreuer der diesjährigen Neutron Summer School.
Eine internationale Gruppe aus Studenten und Wissenschaftlern absolvierte die zweite Neutron Summer School von Margarita Russina. Die Neutron Summer School fand wie im letzten Jahr Mitte September am HZB in Wannsee statt und bot den Teilnehmern eine Woche lang ein breites Spektrum rund um die Methoden der Neutronenstreuung zur Untersuchung von wasserstoffspeichernden Materialien.
Vorträge zu den Grundlagen der Wasserstoffspeichertechnologie und praktische Übungen in Laboren und an wissenschaftlichen Messinstrumenten des HZB ermöglichten den Teilnehmern einen tiefen Einblick in das Anwendungsgebiet. Der Schweizer Gastwissenschaftler Arndt Remhof (Empa) hielt einen Vortrag über Metallhydride und für eine intensive Betreuung der Teilnehmer sorgten die HZB-Kollegen Daniel Többens, Dirk Wallacher und Moritz Schlegel.
Die Vorträge und praktischen Übungen gehören dabei ebenso zur Summer School Erfahrung, wie das internationale Flair. Die diesjährigen zwölf Studenten kamen unter anderem aus Griechenland, China, Estland, Russland und Deutschland. Die Neutron Summer School des HZB ist in den wissenschaftlichen Kreisen international bekannt. Die meisten Studenten wurden durch betreuende Kolleginnen und Kollegen anderer Universitäten und Forschungseinrichtungen darauf aufmerksam gemacht.
Besonders beeindruckt waren viele der Teilnehmer von der sehr guten wissenschaftlichen Ausstattung des HZB: „ I was surprised about the very good scientific infrastructure at HZB. It is possible to apply very good theoretical knowledge here by using high technology”, sagt der Grieche Alexander Skarvelas. Neben der guten Infrastruktur ist es auch die intensive Betreuung, welche die Neutron Summer School attraktiv macht, betont Dr. Lilai Li aus China: „They always tried to answer my questions. The support was pretty good, I learned a lot in this week”.
- 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.
- Lithium-Schwefel-Batterien mit wenig Elektrolyt: Problemzonen identifiziertMit einer zerstörungsfreien Methode hat ein Team am HZB erstmals Lithium-Schwefel-Batterien im praktischen Pouchzellenformat untersucht, die mit besonders wenig Elektrolyt-Flüssigkeit auskommen. Mit operando Neutronentomographie konnten sie in Echtzeit visualisieren, wie sich der flüssige Elektrolyt während des Ladens und Entladens über mehrere Schichten verteilt und die Elektroden benetzt. Diese Erkenntnisse liefern wertvolle Einblicke in die Mechanismen, die zum Versagen der Batterie führen können, und sind hilfreich für die Entwicklung kompakter Li-S-Batterien mit hoher Energiedichte.