LEAPS: Europas Lichtquellen planen den Weg in die Zukunft
Dr. Caterina Biscari, Direktorin des ALBA Synchrotrons, Barcelona, und Vizepräsidentin von LEAPS übergab am 22. März 2018 die LEAPS Strategie 2030 an Jean-David Malo, Direktor Forschung und Innovation, Europäische Kommission.
Eine einzigartige Forschungslandschaft aus beschleunigerbasierten Lichtquellen ermöglicht in Europa internationale Spitzenforschung. Diese Lichtquellen dienen als Supermikroskope oder erlauben Einblicke in extrem rasche Prozesse. Nun liegt die Strategie 2030 vor, um die Weiterentwicklung der Lichtquellen aufeinander abzustimmen. Dies sorgt für optimalen Einsatz der Ressourcen und sichert beste Forschungsbedingungen in Europa. LEAPS-Vizepräsidentin Dr. Caterina Biscari, Direktorin von ALBA, hat nun die Strategie 2030 an Jean-David Malo, Direktor Forschung und Innovation der EU-Kommission übergeben.
Gesundheit, Wohlstand und Sicherheit in unseren europäischen Demokratien hängen davon ab, dass wir die drängenden Probleme rechtzeitig identifizieren und lösen. Ob es um eine saubere Energieversorgung oder wirksame Medikamente geht, um Fortschritte zu erreichen, ist Forschung nötig: Dabei sind moderne beschleunigerbasierte Lichtquellen hervorragende Werkzeuge, um Prozesse in Molekülen und in Materialien im Detail aufzuklären.
Ende 2017 haben sich die europäischen Lichtquellen zur „League of European Accelerator-based Photon Sources“, kurz LEAPS, zusammen geschlossen. Mit der gemeinsamen Strategie haben die LEAPS-Mitglieder nun den Ausbau und die Weiterentwicklung dieser Lichtquellen, ihrer Optiken und Detektoren sorgfältig aufeinander abgestimmt. Dabei setzen sie auf Spezialisierung und Alleinstellungsmerkmale, um bei effizientestem Einsatz von Ressourcen vielfältigste Optionen für die Forschung bereit zu stellen.
„Am Helmholtz-Zentrum Berlin betreiben wir mit BESSY II eine Synchrotronlichtquelle, die auf den weichen Röntgenbereich spezialisiert ist“, erklärt Prof. Bernd Rech, der das HZB kommissarisch leitet. „Damit sind wir bewusst komplementär zu anderen Synchrotronquellen in Deutschland und Europa, die vorwiegend harte Röntgenstrahlung erzeugen.“ Mit weicher Röntgenstrahlung lassen sich Prozesse an Oberflächen und Grenzflächen von Dünnschichtmaterialien untersuchen und chemische Bindungen analysieren. Auch feinste magnetische Strukturen innerhalb von dünnen Schichten werden sichtbar. Schwerpunkte der Forschung an BESSY II sind Energiematerialien, von Solarzellen der nächsten Generation über katalytische Systeme bis hin zu magnetischen Materialien für neue, energieeffiziente Informationstechnologien.
„Das HZB engagiert sich mit voller Überzeugung in LEAPS. Indem wir bei der Weiterentwicklung von beschleunigerbasierten Lichtquellen eng zusammenarbeiten, schaffen wir in Europa beste Bedingungen für die Forschung mit Licht“, sagt Rech. Auch die Zukunftsprojekte am HZB zur Weiterentwicklung von BESSY II, BESSY VSR und BERLinPro, sind auf die europäische Forschungslandschaft abgestimmt.
Mehr Information: www.leaps-initiative.eu
- Langzeit-Stabilität von Perowskit-Solarzellen deutlich gesteigertPerowskit-Solarzellen sind kostengünstig in der Herstellung und liefern viel Leistung pro Fläche. Allerdings sind sie bisher noch nicht stabil genug für den Langzeit-Einsatz. Nun hat ein internationales Team unter der Leitung von Prof. Dr. Antonio Abate durch eine neuartige Beschichtung der Grenzfläche zwischen Perowskitschicht und dem Top-Kontakt die Stabilität drastisch erhöht. Dabei stieg der Wirkungsgrad auf knapp 27 Prozent, was dem aktuellen state-of-the-art entspricht. Dieser hohe Wirkungsgrad nahm auch nach 1.200 Stunden im Dauerbetrieb nicht ab. An der Studie waren Forschungsteams aus China, Italien, der Schweiz und Deutschland beteiligt. Sie wurde in Nature Photonics veröffentlicht.
- Energie von Ladungsträgerpaaren in Kuprat-VerbindungenNoch immer ist die Hochtemperatursupraleitung nicht vollständig verstanden. Nun hat ein internationales Forschungsteam an BESSY II die Energie von Ladungsträgerpaaren in undotiertem La₂CuO₄ vermessen. Die Messungen zeigten, dass die Wechselwirkungsenergien in den potenziell supraleitenden Kupferoxid-Schichten deutlich geringer sind als in den isolierenden Lanthanoxid-Schichten. Die Ergebnisse tragen zum besseren Verständnis der Hochtemperatur-Supraleitung bei und könnten auch für die Erforschung anderer funktionaler Materialien relevant sein.
- Elektrokatalyse mit doppeltem Nutzen – ein ÜberblickHybride Elektrokatalysatoren können beispielsweise gleichzeitig grünen Wasserstoff und wertvolle organische Verbindungen produzieren. Dies verspricht wirtschaftlich rentable Anwendungen. Die komplexen katalytischen Reaktionen, die bei der Herstellung organischer Verbindungen ablaufen, sind jedoch noch nicht vollständig verstanden. Moderne Röntgenmethoden an Synchrotronquellen wie BESSY II ermöglichen es, Katalysatormaterialien und die an ihren Oberflächen ablaufenden Reaktionen in Echtzeit, in situ und unter realen Betriebsbedingungen zu analysieren. Dies liefert Erkenntnisse, die für eine gezielte Optimierung genutzt werden können. Ein Team hat nun in Nature Reviews Chemistry einen Überblick über den aktuellen Wissensstand veröffentlicht.