HZB-Highlights 2022 erschienen
© HZB/M.Setzpfand
Die Highlights 2022 berichten über eine Auswahl der wichtigsten Forschungserfolge und Ereignisse am HZB.
In diesem Jahr hat der Cyber-Angriff die Zusammenstellung der Highlights deutlich erschwert. Doch nun ist es geschafft: Die Highlights 2022 sind fertig!
Ein Schwerpunkt im diesjährigen Bericht ist das Thema Energie, zu dem das HZB erfolgreiche Forschungsbeiträge und Technologietransfer-Aktivitäten liefert. So hatten HZB-Teams in 2022 Tandemsolarzellen mit Rekordeffizienzen entwickelt, und auch in der Forschung an Batterien und „grünem“ Wasserstoff gab es deutliche Fortschritte. Zudem baute das HZB seine Kooperationen mit Industriepartnern weiter aus, insbesondere mit innovativen Unternehmen aus der europäischen Solarbranche. Ausgewählte Forschungsergebnisse aus den Bereichen Information und Materie geben einen Einblick in die Vielfalt der Forschung am HZB und an unserer Röntgenquelle BESSY II. Mit Zahlen, Fakten, Personalia, einem kurzen Bericht zur Charta der Vielfalt sowie einem Rückblick auf besondere Ereignisse wie den Besuch des schwedischen Königs endet der Bericht.
- Iridiumfreie Katalysatoren für die saure Wasserelektrolyse untersuchtWasserstoff wird künftig eine wichtige Rolle spielen, als Brennstoff und als Rohstoff für die Industrie. Um jedoch relevante Mengen an Wasserstoff zu produzieren, muss Wasserelektrolyse im Multi-Gigawatt-Maßstab machbar werden. Ein Engpass sind die benötigten Katalysatoren, insbesondere Iridium ist ein extrem seltenes Element. Eine internationale Kooperation hat daher Iridiumfreie Katalysatoren für die saure Wasserelektrolyse untersucht, die auf dem Element Kobalt basieren. Durch Untersuchungen, unter anderem am LiXEdrom an der Berliner Röntgenquelle BESSY II, konnten sie Prozesse bei der Wasserelektrolyse in einem Kobalt-Eisen-Blei-Oxid-Material als Anode aufklären. Die Studie ist in Nature Energy publiziert.
- Lithium-Schwefel-Batterien mit wenig Elektrolyt: Problemzonen identifiziertMit einer zerstörungsfreien Methode hat ein Team am HZB erstmals Lithium-Schwefel-Batterien im praktischen Pouchzellenformat untersucht, die mit besonders wenig Elektrolyt-Flüssigkeit auskommen. Mit operando Neutronentomographie konnten sie in Echtzeit visualisieren, wie sich der flüssige Elektrolyt während des Ladens und Entladens über mehrere Schichten verteilt und die Elektroden benetzt. Diese Erkenntnisse liefern wertvolle Einblicke in die Mechanismen, die zum Versagen der Batterie führen können, und sind hilfreich für die Entwicklung kompakter Li-S-Batterien mit hoher Energiedichte.
- Selbstorganisierte Monolage verbessert auch bleifreie Perowskit-SolarzellenZinn-Perowskit-Solarzellen sind nicht nur ungiftig, sondern auch potenziell stabiler als bleihaltige Perowskit-Solarzellen. Allerdings sind sie auch deutlich weniger effizient. Nun gelang einem internationalen Team eine deutliche Verbesserung: Das Team identifizierte chemische Verbindungen, die von selbst eine molekulare Schicht bilden, welche sehr gut zur Gitterstruktur von Zinn-Perowskiten passt. Auf dieser Monolage lässt sich Zinn-Perowskit mit hervorragender optoelektronischer Qualität aufwachsen.