HZB-Forscher Robert Seidel erhält ERC-Consolidator Grant für WATER-X

Dr. Robert Seidel erhielt für sein Projet WATER X einen ERC-Consolidator Grant.

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.

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

arö


Das könnte Sie auch interessieren

  • BESSY II: Wie das gepulste Laden die Lebensdauer von Batterien verlängert
    Science Highlight
    08.04.2024
    BESSY II: Wie das gepulste Laden die Lebensdauer von Batterien verlängert
    Ein verbessertes Ladeprotokoll könnte die Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batterien deutlich verlängern. Das Laden mit hochfrequentem gepulstem Strom verringert Alterungseffekte. Dies zeigte ein internationales Team unter der Leitung von Philipp Adelhelm (HZB und Humboldt-Universität) in Zusammenarbeit mit der Technischen Universität Berlin und der Aalborg University in Dänemark. Besonders aufschlussreich waren Experimente an der Röntgenquelle BESSY II.
  • Brennstoffzellen: Oxidationsprozesse von Phosphorsäure aufgeklärt
    Science Highlight
    03.04.2024
    Brennstoffzellen: Oxidationsprozesse von Phosphorsäure aufgeklärt
    Die Wechselwirkungen zwischen Phosporsäure und dem Platin-Katalysator in Hochtemperatur-PEM-Brennstoffzellen sind komplexer als bisher angenommen. Röntgen-Experimente an BESSY II in einem mittleren Energiebereich (tender x-rays) haben die vielfältigen Oxidationsprozesse an der Platin-Elektrolyt-Grenzfläche entschlüsselt. Die Ergebnisse zeigen auch, dass die Feuchtigkeit in der Brennstoffzelle diese Prozesse beeinflusst, so dass sich hier Möglichkeiten bieten, um Lebensdauer und Wirkungsgrad von Brennstoffzellen zu erhöhen. 
  • Best Innovator Award 2023 für Artem Musiienko
    Nachricht
    22.03.2024
    Best Innovator Award 2023 für Artem Musiienko
    Dr. Artem Musiienko ist für seine bahnbrechende neue Methode zur Charakterisierung von Halbleitern mit einem besonderen Preis ausgezeichnet worden. Auf der Jahreskonferenz der Marie Curie Alumni Association (MCAA) in Mailand, Italien, wurde ihm der MCAA Award für die beste Innovation verliehen. Seit 2023 forscht Musiienko mit einem Postdoc-Stipendium der Marie-Sklodowska-Curie-Actions in der Abteilung von Antonio Abate, Novel Materials and Interfaces for Photovoltaic Solar Cells (SE-AMIP) am HZB.