Meilenstein für die Energieforschung am Campus Wannsee
Prof. Dr. Anke Kaysser-Pyzalla, Prof. Dr. Roel van de Krol, Dirk Mielke, Dr. Catherine Dubourdieu und Monica Wurfbaum (v.l.n.r.). Foto: HZB/J. Bierbaum
Am 23. März 2017 wurde die Grundsteinlegung für ein Laborgebäude gefeiert, das vielfältige Methoden für die Synthese und Charakterisierung von Energiematerialien bieten wird.
Seit Anfang des Jahres wird gebaut: In Wannsee entsteht derzeit ein neues Gebäude für die Energieforschung im Rahmen der Helmholtz Energy Materials Foundry (HEMF). Schon im Dezember 2017 soll es fertig werden. Zahlreiche Mitarbeitende und Baupartner feierten zusammen mit den wissenschaftlichen Projektleitenden und der Geschäftsführung die Grundsteinlegung für den flexibel nutzbaren Laborkomplex. In dem zweistöckigen Gebäude werden jeweils 135 Quadratmeter große Flächen für die physikalische Chemie zur Verfügung stehen. In das Erdgeschoss wird das Institut Funktionale Oxide für energieeffiziente Informationstechnologien (EM-IFOX) einziehen.
Prof. Dr. Anke Kaysser-Pyzalla betonte: „Der Neubau des Laborgebäudes ist ein wichtiges Zukunftsprojekt für den Campus Wannsee und ergänzt die vorhandenen Forschungsmöglichkeiten in der Energie-Material-Forschung perfekt. Damit verbreitern wir insbesondere unser Portfolio in der Materialsynthese. Das ist eine entscheidende Voraussetzung, um gezielt Energiematerialien mit interessanten Funktionen und Eigenschaften zu entwickeln.“
In dem Labor sollen Materialien und Anwendungen für die energieeffiziente IT sowie Materialien für die Umwandlung von Kohlenstoffdioxid in wertvolle Kohlenwasserstoffe entwickelt werden. „Diese Themen sind nicht nur sehr spannende und herausfordernde Forschungsfelder. Sie gehören zu den Schlüsselfragen, die für den Umstieg auf eine effiziente und klimafreundliche Energieversorgung der Zukunft gelöst werden müssen“, erläuterte der HZB-Projektleiter für die Helmholtz Energy Materials Foundry, Prof. Dr. Roel van de Krol.
Dr. Catherine Dubourdieu, Leiterin des Instituts EM-IFOX, wird in dem Labor mit ihrem Team Metalloxide erforschen. Diese Materialien weisen ein außerordentlich breites Spektrum elektrischer, magnetischer, optischer und mechanischer Eigenschaften auf. „Dies bietet ein riesiges Potenzial für die Entwicklung neuer Bauelemente, die extrem effizient sind und besondere Funktionen besitzen. Unser Ziel ist es, diese funktionalen Oxide so weiterzuentwickeln, dass sie einen großen Anwendungsbereich abdecken. Sie sollen so vielfältig einsetzbar werden wie die heute weit verbreiteten Halbleiter-Heterostrukturen“, sagt Dr. Catherine Dubourdieu. Was sie genau vorhat und welche Synthese- und Charakterisierungsmöglichkeiten im Labor geplant sind, erläutert sie hier.
- 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.
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