HZB an Helmholtz-Plattform für Detektortechnologien und Detektorsysteme beteiligt
Die Helmholtz-Gemeinschaft initiiert eine Plattform, um Detektortechnologien und Detektorsysteme weiter zu entwickeln. Ziel der Plattform – die als Portfoliothema gefördert wird – ist es, Technologien zum Aufbau neuartiger Detektoren für Photonen, Neutronen sowie geladene Teilchen weiter zu entwickeln, die Datenübertragung und -auswertung zu optimieren und exemplarische Detektorprototypen zu entwerfen und zu bauen. Ein weiteres wichtiges Ziel ist die Vernetzung der Detektorlabore. Kleine Zentren können so an kostspieligen technologischen Entwicklungen teilhaben. Das HZB ist an der Plattform beteiligt und entwickelt Systeme für die Detektion von Neutronen, Photonen sowie intelligente, programmierbare Hardware für die Datenerfassung.
„Ein wichtiges Thema in der Neutronenforschung ist der Ersatz von Helium-3 in den Detektoren“, sagt der Koordinator der Neutronendetektorentwicklung in der Plattform, Dr. Thomas Wilpert. Helium-3 ist ein Nebenprodukt bei der Gewinnung von Tritium für militärische Zwecke. Auf Grund internationaler Abrüstung ist die Tritium-Produktion seit den 1990er Jahren deutlich zurückgegangen. Parallel dazu ist der Bedarf weltweit für verschiedene Anwendungen drastisch gestiegen, so dass ein Mangel an Helium-3 für Forschungszwecke deutlich spürbar ist.
Das HZB arbeitet deshalb gemeinsam mit Kooperationspartnern an der Entwicklung von Detektoren, die Bortrifluorid anstelle Helium-3 einsetzen. Dies ist eine wichtige Voraussetzung für ein erfolgreiches Upgrade des HZB-Flugzeitspektrometers NEAT. Für die Weiterentwicklung so genannter schneller Photonendetektoren wird zudem ein Messplatz am Elektronenspeicherring BESSY II des HZB eingerichtet.
- Batterieforschung mit dem HZB-RöntgenmikroskopUm die Kapazität von Lithiumbatterien weiter zu steigern, werden neue Kathodenmaterialien entwickelt. Mehrschichtige lithiumreiche Übergangsmetalloxide (LRTMO) ermöglichen eine besonders hohe Energiedichte. Mit jedem Ladezyklus wird jedoch ihre Kapazität geringer, was mit strukturellen und chemischen Veränderungen zusammenhängt. Mit Röntgenuntersuchungen an BESSY II hat nun ein Team aus chinesischen Forschungseinrichtungen diese Veränderungen erstmals experimentell mit höchster Präzision vermessen: Mit dem einzigartigen Röntgenmikroskop konnten sie morphologische und strukturelle Entwicklungen auf der Nanometerskala beobachten und dabei auch chemische Veränderungen aufklären.
- BESSY II: Neues Verfahren für bessere ThermokunststoffeUmweltfreundliche Thermoplaste aus nachwachsenden Rohstoffen lassen sich nach Gebrauch recyclen. Ihre Belastbarkeit lässt sich verbessern, indem man sie mit anderen Thermoplasten mischt. Um optimale Eigenschaften zu erzielen, kommt es jedoch auf die Grenzflächen in diesen Mischungen an. Ein Team der Technischen Universität Eindhoven in den Niederlanden hat nun an BESSY II untersucht, wie sich mit einem neuen Verfahren aus zwei Grundmaterialien thermoplastische „Blends“ mit hoher Grenzflächenfestigkeit herstellen lassen: Aufnahmen an der neuen Nanostation der IRIS-Beamline zeigten, dass sich dabei nanokristalline Schichten bilden, die die Leistungsfähigkeit des Materials erhöhen.
- Wasserstoff: Durchbruch bei Alkalischen Membran-ElektrolyseurenEinem Team aus Technischer Universität Berlin, Helmholtz-Zentrum Berlin, Institut für Mikrosystemtechnik der Universität Freiburg (IMTEK) und Siemens Energy ist es gelungen, eine hocheffiziente alkalische Membran-Elektrolyse Zelle erstmals im Labormaßstab in Betrieb zu nehmen. Das Besondere: Der Anodenkatalysator besteht dabei aus preisgünstigen Nickelverbindungen und nicht aus begrenzt verfügbaren Edelmetallen. An BESSY II konnte das Team die katalytischen Prozesse durch operando Messungen im Detail darstellen, ein Theorie Team (USA, Singapur) lieferte eine konsistente molekulare Beschreibung. In Freiburg wurden mit einem neuen Beschichtungsverfahren Kleinzellen gebaut und im Betrieb getestet. Die Ergebnisse sind im renommierten Fachjournal Nature Catalysis publiziert.