Forschungskolloquium der Graduiertenschule MatSEC
Promovierende der Graduiertenschule MatSEC
Am 24. Juni trafen sich die Mitglieder der Graduiertenschule MatSEC zum halbjährlichen Forschungskolloquium auf dem Lise-Meitner-Campus. MatSEC wurde im Frühjahr 2013 unter dem Dach der Dahlem Research School der Freien Universität Berlin gegründet. Die Graduiertenschule bietet ein strukturiertes dreijähriges Promotionsprogramm und beschäftigt sich mit Kesterit-Verbindungshalbleiter.
Innerhalb dieses Themas war das Spektrum der Vorträge weit gefächert. Es reichte von der Synthese stöchiometrischer und nicht-stöchiometrischer Kesterite über die Charakterisierung dieser Verbindungen bis hin zur Simulation und Berechnung der elektronischen Struktur. Ebenso standen Kesterite als Absorbermaterial in Dünnschichtsolarzellen im Fokus.
Die Promovierenden, die gleich beim Start der Graduiertenschule MatSEC ihre Arbeit begonnen haben, haben nun „Halbzeit“: Sie haben die Hälfte der für ihre Promotion zur Verfügung stehenden Zeit für ihr Projekt gearbeitet. Das Forschungskolloquium war deshalb ein guter Zeitpunkt, um über das bisher Erreichte zu diskutieren und die nächsten Schritte, schon im Hinblick auf das nicht mehr allzu weit entfernte Ende der Promotionszeit, zu planen.
- 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.