Neue Nachwuchsgruppe zur Elektrokatalyse am HZB
Dr. Michelle Browne (hier bei der Graduiertenfeier in Dublin) baut nun am HZB eine Nachwuchsgruppe auf. © privat
Dr. Michelle Browne baut ab August am HZB ihre eigene Nachwuchsgruppe auf, die von der Helmholtz-Gemeinschaft für die kommenden fünf Jahre mitfinanziert wird. Die Elektrochemikerin aus Irland forscht an elektrolytisch aktiven neuartigen Materialsystemen und will Elektrokatalyseure der nächsten Generation entwickeln, zum Beispiel für die Wasserstoffproduktion. Damit findet sie am HZB eine passende Umgebung für ihr Forschungsthema.
Michelle Browne hat 2016 an der University of Dublin, Trinity College Dublin (TCD), Irland, promoviert und im Anschluss an Universitäten in Belfast, Prag sowie Dublin geforscht. Sie erhielt renommierte Stipendien und Preise, zum Beispiel die Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowship, die L’Oréal UNESCO Rising Talent UK & Ireland Fellowship 2021 und den Clara Immerwahr Award.
Im Zentrum ihrer Forschung steht die Synthese von neuartigen katalytisch aktiven Materialien wie den Übergangsmetalloxiden und den MXenen. Diese Materialsysteme will sie charakterisieren und gezielt optimieren, um Elektrolyseure der nächsten Generation zu entwickeln, zum Beispiel, um mit Sonnenlicht grünen Wasserstoff zu produzieren. Diese Elektrolyseure sollen außerdem aufskalierbar und industriell nutzbar sein.
Elektrokatalyse: Von der Synthese zum Bauteil
Das Forschungsvorhaben von Michelle Browne passt hervorragend zur Forschung am Institut für Solare Brennstoffe und im Rahmen von CatLab. „Am HZB stehen mir vielfältigste Untersuchungsmethoden zur Verfügung, von der Rasterelektronenmikroskopie bis zu den unterschiedlichen Instrumenten an BESSY II, die auch operando-Analysen ermöglichen“, sagt Michelle Browne. Eine Anbindung von Michelle Browne an der Technische Universität Berlin im Institut für Chemie ist vorgesehen. Ab Herbst stellt Browne Postdocs und Promovierende für ihr Team ein.
- Grüner Wasserstoff: Wie photoelektrochemische Zellen wettbewerbsfähig werden könntenMit Sonnenlicht lässt sich grüner Wasserstoff in photoelektrochemischen Zellen (PEC) direkt aus Wasser erzeugen. Bisher waren Systeme, die auf diesem 'direkten Ansatz' basieren, energetisch nicht wettbewerbsfähig. Die Bilanz ändert sich jedoch, sobald ein Teil des Wasserstoffs in PEC-Zellen in-situ für erwünschte Reaktionen genutzt wird. Dadurch lassen sich wertvolle Chemikalien für die chemische und pharmazeutische Industrie produzieren. Die Zeit für die Energie-Rückgewinnung des direkten Ansatztes mit der PEC-Zelle kann damit drastisch verkürzt werden, zeigt eine neue Studie aus dem HZB.
- Perowskitsolarzellen durch Schlitzdüsenbeschichtung – ein Schritt zur industriellen ProduktionSolarzellen aus Metallhalogenid-Perowskiten erreichen hohe Wirkungsgrade und lassen sich mit wenig Energieaufwand aus flüssigen Tinten produzieren. Solche Verfahren untersucht ein Team um Prof. Dr. Eva Unger am Helmholtz-Zentrum Berlin. An der Röntgenquelle BESSY II hat die Gruppe nun gezeigt, wie wichtig die Zusammensetzung von Vorläufertinten für die Erzeugung qualitativ-hochwertiger FAPbI3-Perowskit-Dünnschichten ist. Die mit den besten Tinten hergestellten Solarzellen wurden ein Jahr im Außeneinsatz getestet und auf Minimodulgröße skaliert.
- Super-Energiespeicher: Ladungstransport in MXenen untersuchtMXene können große Mengen elektrischer Energie speichern und lassen sich dabei sehr schnell auf- und entladen. Damit vereinen MXene die Vorteile von Batterien und Superkondensatoren und gelten als spannende neue Materialklasse für die Energiespeicherung: Das Material ist wie eine Art Blätterteig aufgebaut, die MXene-Schichten sind durch dünne Wasserfilme getrennt. Ein Team am HZB hat nun an der Röntgenquelle BESSY II untersucht, wie Protonen in diesen Wasserfilmen wandern und den Ladungstransport ermöglichen. Ihre Ergebnisse sind in der renommierten Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht und könnten die Optimierung solcher Energiespeichermaterialien beschleunigen.