Neues Werkzeug, um die Chemie der Natur zu erforschen
Intensitätsverteilung des XUV-Lichts. © HZB/FU
Die schematische Zeichnung zeigt, wie die Lichtpulse durch die Zonenplatte monochromatisiert auf die Probe geleitet werden (oberer Teil der Grafik). Im Zoom (unterer Grafikteil) erkennt man den winzigen Flüssigkeitsstrahl (Mikrojet), der die zu untersuchenden Moleküle enthält. Kredit: FU/HZB © HZB/FU
Das Team um Emad Aziz hat am Joint Lab der Freien Universität Berlin und dem HZB ein neues Instrument aufgebaut, um chemische Prozesse in Flüssigkeiten und an Grenzflächen zu untersuchen: Es besteht aus einem Laser, der ultrakurze Lichtpulse von nur 45 Femtosekunden im harten Ultraviolettbereich (XUV) erzeugt. Um einzelne Wellenlängen herauszugreifen, haben sie spezielle Reflektions-Zonenplatten installiert, die vom HZB-Team um Alexei Erko entwickelt und produziert wurden.
doi:10.1364/OE.22.010747
- 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.
- Solarzellen auf Mondglas für eine zukünftige Basis auf dem MondZukünftige Mondsiedlungen werden Energie benötigen, die Photovoltaik liefern könnte. Material in den Weltraum zu bringen, ist jedoch teuer – ein Kilogramm zum Mond zu transportieren, kostet eine Million Euro. Doch auch auf dem Mond gibt es Ressourcen, die sich nutzen lassen. Ein Forschungsteam um Dr. Felix Lang, Universität Potsdam, und Dr. Stefan Linke, Technische Universität Berlin, haben nun das benötigte Glas aus „Mondstaub“ (Regolith) hergestellt und mit Perowskit beschichtet. Damit ließe sich bis zu 99 Prozent des Gewichts einsparen, um auf dem Mond PV-Module zu produzieren. Die Strahlenhärte konnte das Team am Protonenbeschleuniger des HZB getestet.
- Optische Innovationen für Solarmodule – Was bringt den Ausbau am meisten voran?Im Jahr 2023 erzeugten Photovoltaikanlagen weltweit mehr als 5% der elektrischen Energie und die installierte Leistung verdoppelt sich alle zwei bis drei Jahre. Optische Technologien können die Effizienz von Solarmodulen weiter steigern und neue Einsatzbereiche erschließen, etwa in Form von ästhetisch ansprechenden, farbigen Solarmodulen für Fassaden. Nun geben 27 Fachleute einen umfassenden Überblick über den Stand der Forschung und eine Einschätzung, welche Innovationen besonders zielführend sind. Der Bericht, der auch für Entscheidungsträger*innen in der Forschungsförderung interessant ist, wurde von Prof. Christiane Becker und Dr. Klaus Jäger aus dem HZB koordiniert.