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
- Poröse organische Struktur verbessert Lithium-Schwefel-BatterienEin neu entwickeltes Material kann die Kapazität und Stabilität von Lithium-Schwefel-Batterien deutlich verbessern. Es basiert auf Polymeren, die ein Gerüst mit offenen Poren bilden. In der Fachsprache werden sie radikale kationische kovalente organische Gerüste oder COFs genannt. In den Poren finden katalytisch beschleunigte Reaktionen statt, die Polysulfide einfangen, die ansonsten die Lebensdauer der Batterie verkürzen würden. Einige der experimentellen Analysen wurden an der BAMline an BESSY II durchgeführt. Prof. Yan Lu, HZB, und Prof. Arne Thomas, Technische Universität Berlin, haben diese Arbeit gemeinsam vorangetrieben.
- Wie sich Nanokatalysatoren während der Katalyse verändernMit der Kombination aus Spektromikroskopie an BESSY II und mikroskopischen Analysen am NanoLab von DESY gelang es einem Team, neue Einblicke in das chemische Verhalten von Nanokatalysatoren während der Katalyse zu gewinnen. Die Nanopartikel bestanden aus einem Platin-Kern mit einer Rhodium-Schale. Diese Konfiguration ermöglicht es, strukturelle Änderungen beispielsweise in Rhodium-Platin-Katalysatoren für die Emissionskontrolle besser zu verstehen. Die Ergebnisse zeigen, dass Rhodium in der Schale unter typischen katalytischen Bedingungen teilweise ins Innere der Nanopartikel diffundieren kann. Dabei verbleibt jedoch der größte Teil an der Oberfläche und oxidiert. Dieser Prozess ist stark von der Oberflächenorientierung der Nanopartikelfacetten abhängig.
- Metalloxide: Wie Lichtpulse Elektronen in Bewegung setzenMetalloxide kommen in der Natur reichlich vor und spielen eine zentrale Rolle in Technologien wie der Photokatalyse und der Photovoltaik. In den meisten Metalloxiden ist jedoch aufgrund der starken Abstoßung zwischen Elektronen benachbarter Metallatome die elektrische Leitfähigkeit sehr gering. Ein Team am HZB hat nun zusammen mit Partnerinstitutionen gezeigt, dass Lichtimpulse diese Abstoßungskräfte vorübergehend schwächen können. Dadurch sinkt die Energie, die für die Elektronenbeweglichkeit erforderlich ist, so dass ein metallähnliches Verhalten entsteht. Diese Entdeckung bietet eine neue Möglichkeit, Materialeigenschaften mit Licht zu manipulieren, und birgt ein hohes Potenzial für effizientere lichtbasierte Bauelemente.