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: 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.