Humboldt-Stipendiat forscht an Batterien am HZB
Dr. Wenxi Wang entwickelt organische Elektroden für Lithium-Schwefel- und Zink-Ionen-Batterien und untersucht Wechselwirkungen zwischen Ionen und Wirtsmaterialien. © arö/HZB
Dr. Wenxi Wang forscht mit einem Postdoktoranden-Stipendium der Humboldt-Stiftung im Team von Prof. Yan Lu. Der Chemiker hat an der Southern University of Science and Technology in Shenzhen, China, studiert und an der King Abdullah University of Science and Technology in Saudi-Arabien seine Doktorarbeit abgeschlossen. Er hat sich auf das Design von organischen Elektroden für Lithium-Schwefel- und Zink-Ionen-Batterien spezialisiert und untersucht Wechselwirkungen zwischen den Ionen und den Wirtsmaterialien.
„Am Helmholtz-Zentrum Berlin finde ich hervorragende Bedingungen, um meine Forschung zu vertiefen“, sagt Wenxi Wang. Die Gruppe von Prof. Yan Lu verfügt über umfangreiche Erfahrungen in der Synthese und Charakterisierung von neuartigen Elektrodenmaterialien und über modernste Infrastrukturen für die Batterieforschung. Darüber hinaus bietet die Röntgenquelle BESSY II am HZB eine Vielfalt an spektroskopischen Methoden, um in Echtzeit elektrochemische Reaktionen zu analysieren.
Lithium-Schwefel-Batterien (Li-S) gelten aufgrund ihrer extrem hohen Energiedichten und günstigen Ausgangsmaterialien als eine der interessantesten Technologien, um Lithium-Ionen-Batterien zu ersetzen. Dennoch bleibt ihre Leistung noch weit hinter den Erwartungen zurück, was unter anderem an Polysulfid-Zwischenprodukten liegt, die sich während er Ladezyklen bilden. Poröse Wirtsmaterialien können solche Polysulfide einschließen, was die Energiedichte von Li-S-Batterien sowie ihre Lebensdauer verbessert.
„Mein Forschungsvorhaben konzentriert sich auf die Entwicklung von Wirtsmaterialien auf Kohlenstoffbasis (Covalent Organic Frameworks, COF) mit geeigneten Porengrößen und funktionellen Gruppen, um solche Hochleistungs-Li-S-Batterien zu ermöglichen“, sagt Wang.
- 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.
- BESSY II: Erster Film von Spinwellen im Nano-OszillatorSpin-Hall-Nano-Oszillatoren sind winzige Bauelemente auf Basis von ultradünnen CoFeB-Schichten. Sie wandeln Gleichstrom in Mikrowellensignale um und gelten als Option für eine besonders effiziente drahtlose Kommunikation oder für eine neue Technologie der Datenverarbeitung, die vom Gehirn inspiriert ist. Ein schwedisch-deutsches Team konnte nun an BESSY II zum ersten Mal die Magnetisierungsdynamik im Inneren eines solchen Spin-Hall-Nano-Oszillators abbilden, sozusagen filmen. Dazu nutzten sie die zeitaufgelöste Röntgen-Rastertransmissionsmikroskopie am MAXYMUS-Instrument. Die Abbildungen zeigen Merkmale von Spinwellen, die in den bisherigen indirekten Messverfahren nicht sichtbar waren. Die Studie ist in „Advanced Materials“ veröffentlicht.
- 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.