Wichtiger Schritt Richtung BERLinPro: Erster Elektronenstrahl aus SRF Quellinjektor
Abbildung der transversalen Ladungsverteilung auf einem
Leuchtschirm, der für die Messung in den Strahlengang des
Elektronenstrahls gefahren ist.
Am 21. April 2011 hat das HZB mit einer supraleitenden Elektronenquelle (SRF Gun) die ersten Photoelektronen erzeugt und beschleunigt. Dies ist ein Meilenstein für das Projekt BERLinPro, und es ist zugleich weltweit das erste Mal, dass mit einem supraleitenden Hochfrequenz-Photoinjektor aus einer supraleitenden Photokathode ein Elektronenstrahl erzeugt worden ist.
Das Experiment wurde in internationaler Zusammenarbeit zwischen HZB (u.A. Institut für SRF Wissenschaft und Technologie und Institut für Beschleunigerphysik), Jefferson Accelerator Laboratory (USA), IPJ Swierk, DESY und dem Max-Born-Institut innerhalb von zwei Jahren geplant, aufgebaut und in Betrieb genommen.
Die Projektgruppe um Dr. Thorsten Kamps vom Institut für Beschleunigerphysik wird in den nächsten Wochen den Elektronenstrahl genauer charakterisieren und damit neue Erkenntnisse über die Physik der Photoelektronenquellen gewinnen. Damit ist ein wichtiger Schritt in Richtung BERLinPro getan, da für den Betrieb eines Energy-Recovery Linacs Elektronenquellen mit hoher Brillanz benötigt werden.
- 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.