HZB-Forscher Robert Seidel erhält ERC-Consolidator Grant für WATER-X
Dr. Robert Seidel erhielt für sein Projet WATER X einen ERC-Consolidator Grant. © HZB / Kevin Fuchs
Das Forschungsvorhaben WATER-X wird von der EU unter der Projektnummer 101126299 gefördert.
Der Physiker Dr. Robert Seidel hat einen Consolidator Grant des European Research Council (ERC) eingeworben. In den kommenden fünf Jahren erhält er damit Fördermittel von insgesamt zwei Millionen Euro für sein Forschungsvorhaben WATER-X. Seidel will mit modernsten Röntgenmethoden an BESSY II Nanopartikel in wässriger Lösung untersuchen, die als Katalysatoren bei der photokatalytischen Produktion von „grünem“ Wasserstoff eingesetzt werden.
Mit dem Consolidator-Grant fördert der ERC Wissenschaftler*innen, die bereits mehrere Jahre Erfahrung besitzen und nun ein groß angelegtes Forschungsprojekt planen. Der Physiker Robert Seidel ist Experte für Röntgenanalysen an BESSY II. In hochkarätig publizierten Studien zeigte er bereits, dass Wasser auch heute noch große Überraschungen bereithält.
In seinem ERC-Projekt WATER-X konzentriert er sich auf den Prozess der Photokatalyse, bei dem Wassermoleküle in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt werden. Sofern die benötigte Energie für die Katalyse aus erneuerbaren Quellen stammt, gilt der so erzeugte Wasserstoff als „grün“. Wasserstoff wird im fossilfreien Energiesystem der Zukunft eine wichtige Rolle spielen, ob als Energiespeicher, als Brennstoff oder Rohstoff für die Industrie. Für eine hohe Effizienz beim Prozess sind jedoch Katalysatoren notwendig und hier setzt das Projekt WATER-X an.
„In WATER-X werden wir die ultraschnellen Prozesse an katalytisch aktiven Nanopartikeln in Wasser untersuchen, die mit Licht aktiviert werden können“, sagt Seidel. Denn während der gesamte photokatalytische Wasserspaltungsprozess vergleichsweise langsam (Millisekunden bis Sekunden) abläuft, finden die Licht-induzierten Prozesse an den Katalysatorpartikeln so rasch (Pikosekunden bis Nanosekunden) statt, dass sie bisher experimentell nur sehr unzureichend untersucht werden konnten. Dabei will sich das Team auf vier verschiedene Übergangsmetalloxide fokussieren, die mit Licht (Photonen) aktivierbar sind und als interessante Kandidaten für preiswerte und effiziente Katalysatoren gelten.
Im WATER-X-Projekt wird Seidel diese Pikosekunden-Prozesse an den Grenzflächen von Übergangsmetalloxid-Nanopartikeln in Wasser untersuchen, indem er den „flüssigen Mikrojet-Aufbau“ an BESSY II mit zeitaufgelöster Femtosekunden-Laser-Photoelektronenspektroskopie kombiniert. Damit ließen sich erstmals kurzlebige, molekulare Zwischenprodukte und ihre Zerfallsmechanismen experimentell genau beobachten.
„Am Ende meines WATER-X-Projekts werden wir besser verstehen, wie die Licht-induzierten Prozesse zwischen Katalysator-Nanoteilchen und Wasser genau ablaufen und wie wir sie gezielt verbessern können“, sagt Seidel. Damit könnte die Entwicklung von neuartigen, hocheffizienten Katalysatoren für viele Zwecke, nicht nur für grünen Wasserstoff, deutlich an Fahrt aufnehmen.
Das Forschungsvorhaben WATER-X wird von der EU unter der Projektnummer 101126299 gefördert: WATER-X: PHOTO-INDUCED ELECTRON DYNAMICS AT THE TRANSITION-METAL OXIDE–WATER INTERFACE FROM TIMERESOLVED LIQUID-JET PHOTOEMISSION
- Helmholtz-Nachwuchsgruppe zu MagnonenDr. Hebatalla Elnaggar baut am HZB eine neue Helmholtz-Nachwuchsgruppe auf. An BESSY II will die Materialforscherin sogenannte Magnonen in magnetischen Perowskit-Dünnschichten untersuchen. Sie hat sich zum Ziel gesetzt, mit ihrer Forschung Grundlagen für eine zukünftige Terahertz-Magnon-Technologie zu legen: Magnonische Bauelemente im Terahertz-Bereich könnten Daten mit einem Bruchteil der Energie verarbeiten, die moderne Halbleiterbauelemente benötigen, und das mit bis zu tausendfacher Geschwindigkeit.
Dr. Hebatalla Elnaggar will an BESSY II magnetische Perowskit-Dünnschichten untersuchen und damit die Grundlagen für eine künftige Magnonen-Technologie schaffen.
- Susanne Nies in EU-Beratergruppe zu Green Deal berufenDr. Susanne Nies leitet am HZB das Projekt Green Deal Ukraina, das den Aufbau eines nachhaltigen Energiesystems in der Ukraine unterstützt. Die Energieexpertin wurde nun auch in die wissenschaftliche Beratergruppe der Europäischen Kommission berufen, um im Zusammenhang mit der Netto-Null-Zielsetzung (DG GROW) regulatorische Belastungen aufzuzeigen und dazu zu beraten.
- Die Zukunft der Korallen – Was Röntgenuntersuchungen zeigen könnenIn diesem Sommer war es in allen Medien. Angetrieben durch die Klimakrise haben nun auch die Ozeane einen kritischen Punkt überschritten, sie versauern immer mehr. Meeresschnecken zeigen bereits erste Schäden, aber die zunehmende Versauerung könnte auch die kalkhaltigen Skelettstrukturen von Korallen beeinträchtigen. Dabei leiden Korallen außerdem unter marinen Hitzewellen und Verschmutzung, die weltweit zur Korallenbleiche und zum Absterben ganzer Riffe führen. Wie genau wirkt sich die Versauerung auf die Skelettbildung aus?
Die Meeresbiologin Prof. Dr. Tali Mass von der Universität Haifa, Israel, ist Expertin für Steinkorallen. Zusammen mit Prof. Dr. Paul Zaslansky, Experte für Röntgenbildgebung an der Charité Berlin, untersuchte sie an BESSY II die Skelettbildung bei Babykorallen, die unter verschiedenen pH-Bedingungen aufgezogen wurden. Antonia Rötger befragte die beiden Experten online zu ihrer aktuellen Studie und der Zukunft der Korallenriffe.