Neue Anlage für die Katalyseforschung am HZB
Die Anlage besteht aus acht chemischen Reaktoren, in denen katalytische Systeme getestet werden können. © D. Amkreutz/HZB
Jeder der beiden Blöcke der Anlage misst etwa 3 auf 4 Meter, mit einer Höhe von knapp 2 Metern. Insgesamt wiegt die Anlage 3 Tonnen. © R. Schlatmann/HZB
Das HZB hat im Rahmen des Projekts CatLab eine einzigartige Anlage erworben, um die katalytische Leistung von Dünnschichtkatalysatoren zu messen. Erbaut von der Firma ILS in Adlershof, wurde sie nun angeliefert. Die Anlage besteht aus insgesamt acht chemischen Reaktoren, in denen katalytische Systeme getestet werden können. Mit über 2,5 Millionen Euro ist diese Anlage die größte Einzelinvestition Im CatLab-Projekt.
„Die Reaktoren ermöglichen es, Dünnschicht- und Pulverproben kontinuierlich oder auch chargenweise unter einstellbaren Bedingungen zu untersuchen, von Raumtemperatur bis zu 780 °C, Drücken bis 50 bar und unterschiedlichen Durchflussraten und Verweilzeiten. Damit können wir eine Vielzahl an chemischen Reaktionen untersuchen, die für die Energiewende von Bedeutung sind“, sagt Projektleiter Dr. Ing. Albert Gili vom HZB.
Beispiele für solche Reaktionen sind die Umwandlung von Kohlendioxid zu Methanol, die Trockenreformierung von Methan oder die Fischer-Tropsch-Synthese, mit der sich synthetische Kraftstoffe produzieren lassen. Die Anlage ermöglicht das Screening von Katalysatorkandidaten, kinetische Untersuchungen und Studien zur Langzeit-Stabilität von Katalysatoren. Letzteres ist ein entscheidender Faktor für die industrielle Umsetzung jeder katalytischen Reaktion. „Die Anlage wird ein Eckpfeiler für die Weiterentwicklung der Herstellung von Dünnschichtkatalysatoren sein, nicht nur für CatLab, sondern auch für unsere eigene Forschung sowie andere wichtige Projekte wie CARE-O-SENE, Greenquest and mehrere neue Projekte, die bald starten“, sagt Prof. Dr. Rutger Schlatmann, CatLab Gesamtprojektleiter am HZB.
- Nanosilber als Elektrokatalysator für die CO₂-VerwertungDurch Elektrolyse lässt sich CO2 zu CO reduzieren, einem Ausgangsstoff für weitere chemische Produkte wie beispielsweise Kraftstoffe. Im Rahmen des GreenQUEST-Projekts hat ein internationales Team um den HZB-Chemiker Prashanth Menezes Katalysatorschichten aus Silbernanopartikeln systematisch untersucht und dabei sowohl die Partikelgröße als auch deren Dichte variiert. Die beste Ausbeute wurde mit Nanopartikeln mit Durchmessern von etwa 10 nm erzielt, die locker verteilt waren. Darüber hinaus zeigten sie, wie sich die Wirtschaftlichkeit der elektrochemischen Zelle durch eine zusätzliche chemische Reaktion an der Anode verbessern lässt, indem gleichzeitig wertvolle Ameisensäure, Wasserstoff und CO erzeugt wird.
- BESSY II: Erster Film von Spinwellen im Nano-OszillatorSpin-Hall-Nano-Oszillatoren sind winzige Bauelemente auf Basis von ultradünnen CoFeB-Schichten. Sie wandeln Gleichstrom in Mikrowellensignale um und gelten als Option für eine besonders effiziente drahtlose Kommunikation oder für eine neue Technologie der Datenverarbeitung, die vom Gehirn inspiriert ist. Ein schwedisch-deutsches Team konnte nun an BESSY II zum ersten Mal die Magnetisierungsdynamik im Inneren eines solchen Spin-Hall-Nano-Oszillators abbilden, sozusagen filmen. Dazu nutzten sie die zeitaufgelöste Röntgen-Rastertransmissionsmikroskopie am MAXYMUS-Instrument. Die Abbildungen zeigen Merkmale von Spinwellen, die in den bisherigen indirekten Messverfahren nicht sichtbar waren. Die Studie ist in „Advanced Materials“ veröffentlicht.
- Marcel Risch wird Professor an der Freien Universität BerlinSeit August 2026 ist Marcel Risch Professor (W2-S) im Fachbereich Physik an der Freien Universität Berlin. Seine Nachwuchsgruppe wird zur Abteilung Mechanismen nachhaltiger Elektrokatalyse. Risch erforscht die fundamentalen Mechanismen elektrokatalytischer Reaktionen und entwickelt auf dieser Grundlage wissens- und datengetriebene Strategien zur Verbesserung von Elektrokatalysatoren für die nachhaltige Erzeugung von Wasserstoff, Kraftstoffen und Chemikalien.