Startschuss für gemeinsames Labor mit dem IFW Dresden
Am 19. Juni 2017 fand das erste Arbeitstreffen statt: Prof. Borisenko, Dr. Rienks, Prof. Büchner (alle IFW), der Leiter der Nachwuchsgruppe Dr. Fedorov; Dr. Varykhalov und apl. Prof. Rader (beide HZB) (v. l. n. r.). © HZB
Das Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden e.V (IFW) und das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) bauen ein Joint-Lab für „Funktionelle Quantenmaterialien“ auf. Unter seinem Dach arbeitet auch eine neue Nachwuchsgruppe.
Beide Forschungsinstitute besitzen große Expertise in der Energie- und Materialforschung und in der Herstellung sowie der Analyse von dünnen Schichten. Auf dieser Expertise baut das gemeinsame Labor für Funktionelle Quantenmaterialien auf: Es soll neuartige Materialsysteme untersuchen, deren quantenphysikalische Eigenschaften potentiell nutzbar sind, etwa in künftigen energieeffizienten Informationstechnologien.
Mit dem gemeinsamen Labor verstärken HZB und IFW Dresden ihre Zusammenarbeit und eröffnen neue Möglichkeiten für den wissenschaftlichen Nachwuchs. Dabei wollen die Forscher auch die gemeinsam an BESSY II betriebenen Instrumente weiter entwickeln, die teilweise weltweit einmalig sind.
Die Leitung der Nachwuchsgruppe übernimmt Dr. Alexander Fedorov. Der junge Physiker (Jahrgang 1987), der sich in Fachkreisen bereits einen Namen gemacht hat, war zuvor Postdoc an der Universität Köln.
- Batterieforschung: Alterungsprozesse operando sichtbar gemachtLithium-Knopfzellen mit Elektroden aus Nickel-Mangan-Kobalt-Oxiden (NMC) sind sehr leistungsfähig. Doch mit der Zeit lässt die Kapazität leider nach. Nun konnte ein Team erstmals mit einem zerstörungsfreien Verfahren beobachten, wie sich die Elementzusammensetzung der einzelnen Schichten in einer Knopfzelle während der Ladezyklen verändert. An der Studie, die nun im Fachjournal Small erschienen ist, waren Teams der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB), der Universität Münster sowie Forschende der Forschungsgruppe SyncLab des HZB und des Applikationslabors BLiX der Technischen Universität Berlin beteiligt. Ein Teil der Messungen fand mit einem Instrument im BLiX-Labor statt, ein weiterer Teil an der Synchrotronquelle BESSY II.
- Neues Instrument bei BESSY II: Die OÆSE-Endstation in EMILAn BESSY II steht nun ein neues Instrument zur Untersuchung von Katalysatormaterialien, Batterieelektroden und anderen Energiesystemen zur Verfügung: die Operando Absorption and Emission Spectroscopy on EMIL (OÆSE) Endstation im Energy Materials In-situ Laboratory Berlin (EMIL). Ein Team um Raul Garcia-Diez und Marcus Bär hat die Leistungsfähigkeit des Instruments an elektrochemisch abgeschiedenem Kupfer demonstriert.
- Grüner Wasserstoff: Käfigstruktur verwandelt sich in effizienten KatalysatorClathrate zeichnen sich durch eine komplexe Käfigstruktur aus, die auch Platz für Gast-Ionen bietet. Nun hat ein Team erstmals untersucht, wie gut sich Clathrate als Katalysatoren für die elektrolytische Wasserstoffproduktion eignen. Das Ergebnis: Effizienz und Robustheit sind sogar besser als bei den aktuell genutzten Nickel-basierten Katalysatoren. Dafür fanden sie auch eine Begründung. Messungen an BESSY II zeigten, dass sich die Proben während der katalytischen Reaktion strukturell verändern: Aus der dreidimensionalen Käfigstruktur bilden sich ultradünne Nanoblätter, die maximalen Kontakt zu aktiven Katalysezentren ermöglichen. Die Studie ist in „Angewandte Chemie“ publiziert.