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.
- Iridiumfreie Katalysatoren für die saure Wasserelektrolyse untersuchtWasserstoff wird künftig eine wichtige Rolle spielen, als Brennstoff und als Rohstoff für die Industrie. Um jedoch relevante Mengen an Wasserstoff zu produzieren, muss Wasserelektrolyse im Multi-Gigawatt-Maßstab machbar werden. Ein Engpass sind die benötigten Katalysatoren, insbesondere Iridium ist ein extrem seltenes Element. Eine internationale Kooperation hat daher Iridiumfreie Katalysatoren für die saure Wasserelektrolyse untersucht, die auf dem Element Kobalt basieren. Durch Untersuchungen, unter anderem am LiXEdrom an der Berliner Röntgenquelle BESSY II, konnten sie Prozesse bei der Wasserelektrolyse in einem Kobalt-Eisen-Blei-Oxid-Material als Anode aufklären. Die Studie ist in Nature Energy publiziert.
- 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.
- Selbstorganisierte Monolage verbessert auch bleifreie Perowskit-SolarzellenZinn-Perowskit-Solarzellen sind nicht nur ungiftig, sondern auch potenziell stabiler als bleihaltige Perowskit-Solarzellen. Allerdings sind sie auch deutlich weniger effizient. Nun gelang einem internationalen Team eine deutliche Verbesserung: Das Team identifizierte chemische Verbindungen, die von selbst eine molekulare Schicht bilden, welche sehr gut zur Gitterstruktur von Zinn-Perowskiten passt. Auf dieser Monolage lässt sich Zinn-Perowskit mit hervorragender optoelektronischer Qualität aufwachsen.