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).
- Batterieforschung: Alterungsprozesse operando sichtbar gemachtLithium-Knopfzellen mit Elektroden aus Nickel-Mangan-Kobalt-Oxiden (NMC) sind sehr leistungsfähig. Doch mit der Zeit lässt die Kapazität leider nach. Nun konnte ein Team erstmals mit einem zerstörungsfreien Verfahren beobachten, wie sich die Elementzusammensetzung der einzelnen Schichten in einer Knopfzelle während der Ladezyklen verändert. An der Studie, die nun im Fachjournal Small erschienen ist, waren Teams der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB), der Universität Münster sowie Forschende der Forschungsgruppe SyncLab des HZB und des Applikationslabors BLiX der Technischen Universität Berlin beteiligt. Ein Teil der Messungen fand mit einem Instrument im BLiX-Labor statt, ein weiterer Teil an der Synchrotronquelle BESSY II.
- Neues Instrument bei BESSY II: Die OÆSE-Endstation in EMILAn BESSY II steht nun ein neues Instrument zur Untersuchung von Katalysatormaterialien, Batterieelektroden und anderen Energiesystemen zur Verfügung: die Operando Absorption and Emission Spectroscopy on EMIL (OÆSE) Endstation im Energy Materials In-situ Laboratory Berlin (EMIL). Ein Team um Raul Garcia-Diez und Marcus Bär hat die Leistungsfähigkeit des Instruments an elektrochemisch abgeschiedenem Kupfer demonstriert.
- Grüner Wasserstoff: Käfigstruktur verwandelt sich in effizienten KatalysatorClathrate zeichnen sich durch eine komplexe Käfigstruktur aus, die auch Platz für Gast-Ionen bietet. Nun hat ein Team erstmals untersucht, wie gut sich Clathrate als Katalysatoren für die elektrolytische Wasserstoffproduktion eignen. Das Ergebnis: Effizienz und Robustheit sind sogar besser als bei den aktuell genutzten Nickel-basierten Katalysatoren. Dafür fanden sie auch eine Begründung. Messungen an BESSY II zeigten, dass sich die Proben während der katalytischen Reaktion strukturell verändern: Aus der dreidimensionalen Käfigstruktur bilden sich ultradünne Nanoblätter, die maximalen Kontakt zu aktiven Katalysezentren ermöglichen. Die Studie ist in „Angewandte Chemie“ publiziert.