HZB und Humboldt-Universität vereinbaren den Aufbau eines Katalyse-Labors
Ein Teil der IRIS Forschungslabore wird für die Forschung an Katalysatoren ausgestattet. © Jan Zappner
Mit ca. 4.500 Quadratmeter Labor-, Büro- und Kommunikationsflächen bietet der IRIS-Forschungsbau optimale Bedingungen für die Erforschung und Entwicklung von komplexen Materialsystemen. © IRIS Adlershof
Das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und die Humboldt-Universität zu Berlin (HU) haben eine Kooperationsvereinbarung geschlossen mit dem Ziel, ein gemeinsames Forschungslabor für Katalyse im IRIS-Forschungsbau der HU in Adlershof aufzubauen. Der IRIS-Forschungsbau bietet optimale Bedingungen für die Erforschung und Entwicklung von komplexen Materialsystemen.
Katalysatoren sind der Schlüssel für viele Technologien und Prozesse, die für den Aufbau einer klimaneutralen Wirtschaft benötigt werden. In der Berliner Forschungslandschaft entwickelt sich seit einiger Zeit ein Hotspot der Katalyseforschung. Im Rahmen der Exzellenzinitiative entstanden neue Cluster wie UniSysCat, in denen etablierte Forschungsinstitute ihre Aktivitäten bündeln. Die chemische Industrie ist über das Labor BASCat eingebunden. Ein wichtiges Forschungsfeld ist die Produktion von „grünem“ Wasserstoff: Um Wasserstoff und synthetische Kraftstoffe klimaneutral mit erneuerbaren Energien zu produzieren, werden innovative Katalysatoren benötigt. Das kürzlich gestartete Aufbauprojekt CatLab, das im Rahmen der Wasserstoffstrategie gefördert wird, verfolgt völlig neue Ansätze, die auf Dünnschichttechnologien basieren und echte Innovationssprünge versprechen.
IRIS-Labore für Katalyseforschung ausgestattet
Um das große Potenzial der Berliner Katalyseforschung weiter zu forcieren, haben nun die Humboldt-Universität zu Berlin und das HZB eine weitere Kooperationsvereinbarung geschlossen. Damit soll ein Teil der IRIS-Labore zusätzlich für die Entwicklung und Untersuchung heterogener Katalysatorsysteme ertüchtigt werden. IRIS Adlershof steht für Integrative Research Institute for the Sciences. Mit ca. 4.500 Quadratmeter hochmoderner Labor-, Büro- und Kommunikationsflächen bietet der IRIS-Forschungsbau optimale Bedingungen für die Erforschung und Entwicklung von komplexen Materialsystemen z.B. für Elektronik, Optoelektronik und Photonik. Neben der Zusammenarbeit in der Entwicklung und Verwendung analytischer Methoden ist auch eine enge Zusammenarbeit im Bereich Dünnschichttechnologie, unter der Verwendung von additiven Fertigungsverfahren und Nanostrukturierungs- und Synthesemethoden, geplant.
Innovationen durch interdisziplinäre Zusammenarbeit
Im IRIS -Forschungsbau arbeiten Fachleute unterschiedlicher Disziplinen eng in einem großen Verbundlabor zusammen. Davon erhoffen sich die Partner Innovationsschübe: Physik und Chemie sowie Experiment und Theorie nähern sich einem Problem von jeweils unterschiedlichen Seiten. So bildet ein tiefes physikalisch-chemisches Verständnis von komplexen Grenzflächen eine exzellente Basis für die Entwicklung von Energiematerialien. Die Anordnung der Labore und Büros sowie die großzügigen Kommunikationsflächen schaffen beste Voraussetzungen, damit die unterschiedlichen Disziplinen sich austauschen und voneinander lernen können.
Kooperationsvereinbarung ist auch juristisch innovativ
Die Kooperation zwischen der HU und dem HZB zum Katalyse-Forschungslabor wird aufgrund der aktuellen Änderung des Berliner Hochschulgesetzes zur Zusammenarbeit wissenschaftlicher Einrichtungen erstmalig auf einer öffentlich-rechtlichen Grundlage gestaltet. Dies soll die Kooperation erleichtern. Das Verfahren zur Erfassung, Bewertung und Dokumentation der beiderseitigen Kooperationsbeiträge ist einfacher und weniger bürokratisch. So können sich die Forschenden auf ihre Kernaufgabe - die Forschung - konzentrieren.
- Schriftrollen aus buddhistischem Schrein an BESSY II virtuell entrolltIn der mongolischen Sammlung des Ethnologischen Museums der Staatlichen Museen zu Berlin befindet sich ein einzigartiger Gungervaa-Schrein. Der Schrein enthält auch drei kleine Röllchen aus eng gewickelten langen Streifen, die in Seide gewickelt und verklebt sind. Ein Team am HZB konnte die Schrift auf den Streifen teilweise sichtbar machen, ohne die Röllchen durch Aufwickeln zu beschädigen. Mit 3D-Röntgentomographie erstellten sie eine Datenkopie des Röllchens und verwendeten im Anschluss ein mathematisches Verfahren, um den Streifen virtuell zu entrollen. Das Verfahren wird auch in der Batterieforschung angewandt.
- Langzeittest zeigt: Effizienz von Perowskit-Zellen schwankt mit der JahreszeitAuf dem Dach eines Forschungsgebäudes am Campus Adlershof läuft ein einzigartiger Langzeitversuch: Die unterschiedlichsten Solarzellen sind dort über Jahre Wind und Wetter ausgesetzt und werden dabei vermessen. Darunter sind auch Perowskit-Solarzellen. Sie zeichnen sich durch hohe Effizienz zu geringen Herstellungskosten aus. Das Team um Dr. Carolin Ulbrich und Dr. Mark Khenkin hat Messdaten aus vier Jahren ausgewertet und in der Fachzeitschrift Advanced Energy Materials vorgestellt. Dies ist die bislang längste Messreihe zu Perowskit-Zellen im Außeneinsatz. Eine Erkenntnis: Standard-Perowskit-Solarzellen funktionieren während der Sommersaison auch über mehrere Jahre sehr gut, lassen jedoch in der dunkleren Jahreszeit etwas nach. Die Arbeit ist ein wichtiger Beitrag, um das Verhalten von Perowskit-Solarzellen unter realen Bedingungen zu verstehen.
- Natrium-Ionen-Batterien: Neuer Speichermodus für KathodenmaterialienBatterien funktionieren, indem Ionen zwischen zwei chemisch unterschiedlichen Elektroden gespeichert und ausgetauscht werden. Dieser Prozess wird Interkalation genannt. Bei der Ko-Interkalation werden dagegen sowohl Ionen als auch Lösungsmittelmoleküle in den Elektrodenmaterialien gespeichert, was bisher als ungünstig galt. Ein internationales Team unter der Leitung von Philipp Adelhelm hat nun jedoch gezeigt, dass die Ko-Interkalation in Natrium-Ionen-Batterien mit den geeigneten Kathodenmaterialien funktionieren kann. Dieser Ansatz bietet neue Entwicklungsmöglichkeiten für Batterien mit hoher Effizienz und schnellen Ladefähigkeiten. Die Ergebnisse wurden in Nature Materials veröffentlicht.