HZB beteiligt sich an zwei Exzellenzclustern
Am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) forschen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an neuartigen Materialsystemen, die Energie umwandeln oder speichern können. Diese Kompetenzen bringt das HZB nun auch in die Exzellenzcluster „MATH+“ und „UniSysCat“ ein, die von Berliner Universitäten koordiniert werden. Die Helmholtz-Gemeinschaft fördert die HZB-Beteiligung in den nächsten drei Jahren im Rahmen des Helmholtz-Exzellenznetzwerks mit insgesamt 1,8 Millionen Euro.
Im Exzellenzcluster „MATH+“ engagiert sich Prof. Dr. Christiane Becker, die am HZB die Nanooptik-Gruppe im Bereich Erneuerbare Energien leitet. Sie untersucht und entwickelt optoelektronische Materialien mit Nanostrukturen für Solarzellen und Sensoren. Dafür arbeitet Becker eng mit Mathematikerinnen und Mathematikern in MATH+ zusammen. Gemeinsam wollen sie hocheffiziente Solarenergie-Technologien der nächsten Generation entwickeln, zum Beispiel um das Lichtmanagement in Tandem-Perowskit-Silizium-Solarzellen zu verbessern. Sie werden auch gemeinsam an hybriden Bauteilen zur Erzeugung von solaren Brennstoffen arbeiten sowie Simulations- und Optimierungsmethoden entwickeln.
MATH+ Partner
MATH+ steht für “Forschungszentrum der Berliner Mathematik / Berlin Mathematics Research Center“. Daran beteiligen sich die Freie Universität Berlin, die Humboldt-Universität zu Berlin und die Technischen Universität Berlin sowie das Weierstraß-Institut für Angewandte Analysis und Stochastik und das Zuse-Institut Berlin. Die Helmholtz-Gemeinschaft fördert die HZB-Beteiligung aus dem Impuls- und Vernetzungsfonds mit 800.000 Euro in den kommenden drei Jahren.
Excellenzcluster UniSysCat: Fokus auf der Katalyse
Im Exzellenzcluster „UniSysCat“ (Vereinigung von Systemen in der Katalyse/Unifying Systems in Catalysis) arbeiten Forscherinnen und Forscher daran, komplexe katalytische Systeme zu entwickeln. Dabei stehen katalytische Prozesse im Mittelpunkt, die mit Sonnenlicht aktiviert werden. „Diese Prozesse ermöglichen es, Sonnenlicht zu nutzen, um chemische Treibstoffe sowie energiereiche Verbindungen in einer nachhaltigen Art und Weise zu erzeugen. Eine besondere Herausforderung liegt hierbei darin, die schnellen Absorptionsprozesse im Halbleitermaterial mit den häufig sehr viel langsamer ablaufenden elektrochemischen Reaktionen des angebundenen Katalysators zu verknüpfen“, erläutert Prof. Dr. Roel van de Krol, der das HZB-Institut für Solare Brennstoffe leitet. Dabei bringt das HZB insbesondere Kompetenzen in der Materialsynthese von Dünnschicht-Absorbern, in der Photoelektrochemie und zeitaufgelöster optischer Spektroskopie ein.
UniSysCat-Partner
UniSysCat wird von der Technischen Universität Berlin koordiniert, außerdem beteiligen sich Teams der Freien Universität Berlin, der Humboldt-Universität zu Berlin, der Universität Potsdam, der Charité Universitätsmedizin Berlin, des Fritz-Haber-Instituts, des Max-Planck-Instituts für Kolloid- und Grenzflächenforschung (MPIKG) und des Leibniz-Instituts für Molekulare Pharmakologie. Die Helmholtz-Gemeinschaft fördert die HZB-Beteiligung aus dem Impuls- und Vernetzungsfonds mit 1 Million Euro in den kommenden drei Jahren.
- Kühlung von Impfstoffen im ländlichen Kenia: Solarlösung ausgezeichnetIm Mai ist Tabitha Awuor Amollo zu Gast am HZB und analysiert Perowskit-Solarzellen an BESSY II. Die kenianische Physikerin von der Egerton University in Nairobi wurde kürzlich für ihre Leistungen in Forschung und Lehre mit einem außerordentlichen Preis gewürdigt. Für die Entwicklung eines solarbetriebenen Kühlsystems, das in ländlichen Gesundheitszentren eingesetzt werden kann, erhielt sie den „2026 Organization for Women in Science for the Developing World (OWSD)–Elsevier Foundation Award“. Im Interview mit Antonia Rötger spricht sie über dieses außergewöhnliche Projekt, aber auch über die Schwierigkeiten, ein Labor am Laufen zu halten.
- BESSY II: Eingebauter Sauerstoff verkürzt die Lebensdauer von FeststoffbatterienFeststoffbatterien sind sicher und leistungstark, aber ihre Kapazität nimmt zurzeit noch rasch ab. Ein Team der TU Wien, der Humboldt-Universität zu Berlin und des HZB hat nun eine TiS₂|Li₃YCl₆-Halbzelle an BESSY II analysiert. Dafür nutzte das Team eine spezielle Probenumgebung, die eine zerstörungsfreie Untersuchung unter realen Betriebsbedingungen ermöglicht. Durch die Kombination von Weich- und Hart-Röntgen-Photoelektronenspektroskopie (XPS und HAXPES) konnte ein neuer Degradationsmechanismus identifiziert werden. Dabei spielte das Element Sauerstoff eine besondere Rolle. Die Studie liefert wertvolle Einblicke, um Design und Fertigung von Feststoffbatterien zu verbessern.
- Spintronik an BESSY II: Echtzeit-Analyse von magnetischen DoppelschichtsystemenSpintronische Bauelemente ermöglichen Datenverarbeitung mit deutlich weniger Energieverbrauch. Sie basieren auf der Wechselwirkung zwischen ferromagnetischen und antiferromagnetischen Schichten. Nun ist es einem Team von Freier Universität Berlin, HZB und Universität Uppsala gelungen, für jede Schicht separat zu verfolgen, wie sich die magnetische Ordnung verändert, nachdem ein kurzer Laserpuls das System angeregt hat. Dabei konnten sie auch die Hauptursache identifizieren, die für den Verlust der antiferromagnetischen Ordnung in der Oxidschicht sorgt: Die Anregung wird von den heißen Elektronen im ferromagnetischen Metall zu den Spins im Antiferromagneten transportiert.