Die Zukunft von BESSY
So könnte die Nachfolgequelle BESSY III in Zukunft aussehen. © Rendering: HZB
Ende Februar 2024 hat ein Team am HZB einen Artikel in Synchrotron Radiation News (SRN) veröffentlicht. Darin beschreibt es die nächsten Entwicklungsziele für die Röntgenquelle sowie das Upgrade Programm BESSY II+ und die Nachfolgequelle BESSY III.
Im Herbst 2023 feierte das HZB 25 Jahre Forschung an der Röntgenquelle BESSY II in Berlin-Adlershof. Um in den nächsten Jahrzehnten weiterhin Wissenschaftler*innen aus der ganzen Welt die besten Forschungsmöglichkeiten zu bieten, gilt es, eine Vision für BESSY II zu haben. Außerdem werden aktuell weltweit viele Röntgenquellen modernisiert oder gar neu gebaut.
Der Artikel „Material Discovery at BESSY” zeigt die Relevanz der Röntgenquelle BESSY für die Forschungsfragen der Zukunft. Das HZB-Team beschreibt die Ziele des Upgrade-Programmes BESSY II+. Dabei sollen unter anderem Operando Techniken ausgebaut werden, die von großem Nutzen sind, um Materialien für die Energiewende zu entwickeln.
BESSY II+ ist eine Brücke zwischen BESSY II und der Nachfolgequelle BESSY III, die Mitte der 2030er in Betrieb gehen soll. Sie soll die „Materialentdeckungsmaschine“ werden: eine Kombination aus der extrem hellen, weichen Röntgenquelle der 4. Generation, dem integrierten Forschungscampus in Berlin-Adlershof und den quantitativen Messmöglichkeiten der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt.
Der Artikel wurde in Open Access in der Zeitschrift SRN, die sich auf Synchrotronforschung spezialisiert hat, veröffentlicht. Sie können ihn hier nachlesen (auf Englisch).
DOI: https://doi.org/10.1080/08940886.2024.2312051
- BESSY II: Eingebauter Sauerstoff verkürzt die Lebensdauer von FeststoffbatterienFeststoffbatterien sind sicher und leistungstark, aber ihre Kapazität nimmt zurzeit noch rasch ab. Ein Team der TU Wien, der Humboldt-Universität zu Berlin und des HZB hat nun eine TiS₂|Li₃YCl₆-Halbzelle an BESSY II analysiert. Dafür nutzte das Team eine spezielle Probenumgebung, die eine zerstörungsfreie Untersuchung unter realen Betriebsbedingungen ermöglicht. Durch die Kombination von Weich- und Hart-Röntgen-Photoelektronenspektroskopie (XPS und HAXPES) konnte ein neuer Degradationsmechanismus identifiziert werden. Dabei spielte das Element Sauerstoff eine besondere Rolle. Die Studie liefert wertvolle Einblicke, um Design und Fertigung von Feststoffbatterien zu verbessern.
- Spintronik an BESSY II: Echtzeit-Analyse von magnetischen DoppelschichtsystemenSpintronische Bauelemente ermöglichen Datenverarbeitung mit deutlich weniger Energieverbrauch. Sie basieren auf der Wechselwirkung zwischen ferromagnetischen und antiferromagnetischen Schichten. Nun ist es einem Team von Freier Universität Berlin, HZB und Universität Uppsala gelungen, für jede Schicht separat zu verfolgen, wie sich die magnetische Ordnung verändert, nachdem ein kurzer Laserpuls das System angeregt hat. Dabei konnten sie auch die Hauptursache identifizieren, die für den Verlust der antiferromagnetischen Ordnung in der Oxidschicht sorgt: Die Anregung wird von den heißen Elektronen im ferromagnetischen Metall zu den Spins im Antiferromagneten transportiert.
- Elektrokatalysatoren: Ladungstrennung an der Fest-Flüssig-Grenzfläche modelliertWasserstoff spielt für die Wende hin zur CO₂-Neutralität eine entscheidende Rolle, sowohl als Energieträger als auch als Ausgangsstoff für die grüne Chemie. Die großtechnische Erzeugung von Wasserstoff durch Elektrolyse sowie vieler anderer chemischer Produkte erfordert jedoch deutlich kostengünstigere und effizientere Katalysatoren. Um Elektrokatalysatoren gezielt zu verbessern, ist es von großem Nutzen, die elektrochemischen Prozesse genau zu verstehen, die an der Grenzfläche zwischen dem festen Katalysator und dem flüssigen Medium ablaufen. Ein europäisches Team hat In der Fachzeitschrift Nature Communications ein leistungsfähiges Modell vorgestellt, das die Ladungstrennung an der Grenzfläche, die Bildung der elektrischen Doppelschicht sowie deren Einfluss auf die katalytische Aktivität hervorragend beschreibt.