Marcel Risch baut Arbeitsgruppe am HZB mit einem ERC-Starting-Grant auf
Dr. Marcel Risch kommt mit einem ERC-Starting-Grant an das HZB.
Marcel Risch mit seiner Arbeitsgruppe an der Georg-August-Universität Göttingen. © M.Risch
Das HZB bekommt Verstärkung bei der Erforschung von solaren Brennstoffen. Dr. Marcel Risch, der vor kurzem einen der begehrten ERC-Starting-Grants eingeworben hat, wechselt von der Georg-August-Universität Göttingen an das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB). Der Materialphysiker baut ab März 2019 eine eigene Arbeitsgruppe auf, um katalytische Materialien für die Wasserspaltung zu analysieren und zu optimieren.
Marcel Risch kennt das Helmholtz-Zentrum Berlin bereits als Nutzer, nun kommt er dauerhaft. Besonders attraktiv sind für ihn die Möglichkeiten, Materialsynthese, Elektrochemie und Röntgenspektroskopie zu verbinden, z. B. am „Energy Materials In Situ Laboratory“ (EMIL) an der Synchrotronquelle BESSY II. Risch forscht an katalytisch aktiven Materialien zur Aufspaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff. Dadurch lässt sich Wasserstoff gewinnen, der eine klimaneutrale Alternative zu fossilen Brennstoffen ist.
Risch hat an der Freien Universität Berlin in 2011 promoviert. Anschließend ging der Physiker für vier Jahre als Postdoc an das weltbekannte Massachusetts Institute of Technology (MIT), Cambridge, USA. Seit 2016 forscht er am Institut für Materialphysik an der Georg-August-Universität Göttingen, zuletzt als Leiter einer Nachwuchsgruppe.
Sein Forschungsvorhaben, für das er kürzlich den „Starting Grant“ des European Research Council (ERC) erhielt, befasst sich mit dem Mechanismus der Sauerstoffentwicklung bei der katalytischen Aufspaltung von Wasser. Das Projekt trägt den Titel „ME4OER – Mechanism Engineering of the Oxygen Evolution Reaction“ und wird über den ERC-Starting-Grant mit 1,5 Millionen Euro für fünf Jahre gefördert.
Konkret wird Risch mit seinem Team synthetische Materialien mit ausgewählten Kristallstrukturen (Spinell- oder Perowskit-Struktur) untersuchen. Dabei konzentriert sich Risch auf die Klasse der Übergangsmetalloxide, die zwar sehr preisgünstig sind, aber nur eine geringe Effizienz bei der Sauerstoffevolutionsreaktion (OER) aufweisen. Diese geringe Effizienz begrenzt auch die Wasserstoffgewinnung. Durch detaillierte Kenntnis der Reaktionsprozesse will Risch die Effizienz solcher Katalysatoren um mehrere Größenordnungen steigern. Dafür müssen die katalytischen Reaktionen auf den Oberflächen im Detail analysiert werden. An EMIL kann er diese Oberflächen herstellen und in situ oder operando mit röntgenspektroskopischen Methoden analysieren.
- Nanosilber als Elektrokatalysator für die CO₂-VerwertungDurch Elektrolyse lässt sich CO2 zu CO reduzieren, einem Ausgangsstoff für weitere chemische Produkte wie beispielsweise Kraftstoffe. Im Rahmen des GreenQUEST-Projekts hat ein internationales Team um den HZB-Chemiker Prashanth Menezes Katalysatorschichten aus Silbernanopartikeln systematisch untersucht und dabei sowohl die Partikelgröße als auch deren Dichte variiert. Die beste Ausbeute wurde mit Nanopartikeln mit Durchmessern von etwa 10 nm erzielt, die locker verteilt waren. Darüber hinaus zeigten sie, wie sich die Wirtschaftlichkeit der elektrochemischen Zelle durch eine zusätzliche chemische Reaktion an der Anode verbessern lässt, indem gleichzeitig wertvolle Ameisensäure, Wasserstoff und CO erzeugt wird.
- Marcel Risch wird Professor an der Freien Universität BerlinSeit August 2026 ist Marcel Risch Professor (W2-S) im Fachbereich Physik an der Freien Universität Berlin. Seine Nachwuchsgruppe wird zur Abteilung Mechanismen nachhaltiger Elektrokatalyse. Risch erforscht die fundamentalen Mechanismen elektrokatalytischer Reaktionen und entwickelt auf dieser Grundlage wissens- und datengetriebene Strategien zur Verbesserung von Elektrokatalysatoren für die nachhaltige Erzeugung von Wasserstoff, Kraftstoffen und Chemikalien.
- Grüner Wasserstoff: Ultradünne Nickeloxidschichten erweisen sich als überlegenUltradünne Nickeloxid-Beschichtungen können die Leistung von Wasserelektrolyseuren mit Anionenaustauschmembran (AEM) deutlich verbessern. Dies hat ein Team um Dr. Michelle Browne nachgewiesen: Eine nur 10 Nanometer dicke Nickeloxidschicht übertrifft dabei die Leistung von herkömmlichen Nickeloxid-Pulverelektroden, benötigt dabei jedoch weniger als 1 % des Katalysatormaterials. Die Studie ist im „Journal of Materials Chemistry A“ veröffentlicht.