7,4 Millionen Euro aus dem EFRE-Fonds: HZB baut neues Anwendungslabor für die Entwicklung supraleitender Beschleunigerkomponenten auf
Das Anwendungslabor SupraLab@HZB wird mit Mitteln aus dem EFRE-Fonds gefördert.
Vertikal-Teststand für supraleitende Kavitäten im SupraLab@HZB. Die Forscherinnen und Forscher wollen im neuen Anwendungslabor nicht nur Kavitäten, sondern auch einbaufähige Module entwickeln.
Das Helmholtz-Zentrum Berlin erhält 7,4 Millionen Euro aus dem Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE). Mit dem Geld wird das Anwendungslabor „SupraLab@HZB“ zur Weiterentwicklung von supraleitenden Hochstrom-Kavitäten aufgebaut. Solche Komponenten werden für den Betrieb von neuartigen, leistungsfähigen Synchrotronquellen der nächsten Generation benötigt. Das Labor wird auch komplexe Testvorrichtungen für supraleitende Komponenten bereitstellen, die Unternehmen und Forschungsinstitute der Region nutzen können.
„Wir freuen uns sehr über die Förderung aus dem EFRE-Fonds und danken insbesondere dem Land Berlin für die Unterstützung unseres Antrags. Mit dem SupraLab@HZB werden wir Meilensteine in der Entwicklung einer zukunftsweisenden Beschleunigertechnologie erreichen. Der Aufbau des Applikationslabors schafft Know-how für zukünftige Beschleuniger und neuartige Lichtquellen. Die Entwicklung dieser Schlüsseltechnologie bietet für den Forschungs- und Industriestandort Berlin auch wirtschaftlich attraktive Möglichkeiten“, sagt Prof. Dr. Anke Kaysser-Pyzalla, wissenschaftliche Geschäftsführerin des HZB.
Beim Aufbau des neuen Applikationslabors bringt das HZB seine international anerkannte Expertise bei der Entwicklung von Dauerstrich (CW, continuous wave)-supraleitenden Beschleunigerkomponenten ein. „Der Vorteil dieser CW-supraleitenden Kavitäten ist, dass ein sehr hohes Beschleunigungsfeld dauerhaft anliegt und gleichzeitig die Freiheit besteht, die Geometrie für Hochstrombetrieb zu optimieren. Dadurch kann nicht nur ein hoher Elektronenstrom beschleunigt werden, sondern auch die Zeitstruktur (Pulsfolge) des Stroms ist nahezu frei wählbar. Mit der EFRE-Förderung haben wir nun die Möglichkeit, diese Technologie substanziell weiterzuentwickeln, bis sie in Lichtquellen einsatzfähig ist“, sagt Prof. Dr. Jens Knobloch, Leiter des HZB-Instituts „SRF-Wissenschaft und Technologie“ (ISRF), das die wissenschaftlich-technische Leitung für das SupraLab übernommen hat.
Diese Technologie wollen die HZB-Forscherinnen und Forscher beim Ausbau von BESSY II zu einem variablen Pulslängenspeicherring BESSY VSR nutzen. Erstmalig sollen dabei supraleitende Hochstrom-Kavitäten eingesetzt werden, um gleichzeitig lange und sehr kurze Elektronenpulse (im Bereich von einer Pikosekunde) von hoher Brillanz in einem Speicherring zu erzeugen. Von der flexibel wählbaren Pulslänge werden viele Forschungsfragen profitieren. So lassen sich etwa Materialien für die Energieumwandlung oder für die künftige energieeffizientere Datenspeicherung (Spintronik) umfassender als bisher untersuchen und weiterentwickeln.
Im SupraLab@HZB wollen die Forscherinnen und Forscher nicht nur die Kavitäten, sondern komplette, einbaufähige Module entwickeln und qualifizieren. Die Entwicklung dieser supraleitenden Module ist jedoch mit einem erheblichen technischen Aufwand verbunden. Deshalb wird im SupraLab@HZB eine komplexe Infrastruktur zum Testen der Kavitäten und Systeme aufgebaut. Unter anderem sind Investitionen in die Kryo-Anlage und in Hochfrequenzsendeanlagen geplant. Nach Fertigstellung soll das Applikationslabor den Technologietransfer und die Zusammenarbeit mit regionalen und nationalen Unternehmen nachhaltig fördern.
Das Projekt wird seit 1. Januar 2017 aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung gefördert und läuft bis Ende 2019. Das Helmholtz-Zentrum Berlin trägt einen Eigenanteil in gleicher Höhe.
Videos: BESSY VSR und die Herausforderungen
- Über das Projekt BESSY VSR
- über das zugrundeliegende Prinzip von BESSY VSR und das Problem
Webseite zum Zukunftsprojekt: BESSY VSR - variabler Pulslängenspeicherring
- 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.
- Katalyseforschung mit dem Röntgenmikroskop an BESSY IIAnders als in der Schule gelernt, verändern sich manche Katalysatoren doch während der Reaktion: So zum Beispiel können bestimmte Elektrokatalysatoren ihre Struktur und Zusammensetzung während der Reaktion verändern, wenn ein elektrisches Feld anliegt. An der Berliner Röntgenquelle BESSY II gibt es mit dem Röntgenmikroskop TXM ein weltweit einzigartiges Instrument, um solche Veränderungen im Detail zu untersuchen. Die Ergebnisse helfen bei der Entwicklung von innovativen Katalysatoren für die unterschiedlichsten Anwendungen. Ein Beispiel wurde neulich in Nature Materials publiziert. Dabei ging es um die Synthese von Ammoniak aus Abfallnitraten.
- BESSY II: Magnetische „Mikroblüten“ verstärken Magnetfelder im ZentrumEine blütenförmige Struktur aus einer Nickel-Eisen-Legierung, die nur wenige Mikrometer misst, kann Magnetfelder lokal verstärken. Der Effekt lässt sich durch die Geometrie und Anzahl der „Blütenblätter“ steuern. Das magnetische Metamaterial wurde von der Gruppe um Dr. Anna Palau am Institut de Ciencia de Materials de Barcelona (ICMAB) mit Partnern aus dem CHIST-ERA MetaMagIC-Projekts entwickelt und nun an BESSY II in Zusammenarbeit mit Dr. Sergio Valencia untersucht. Die Mikroblüten ermöglichen vielfältige Anwendungen: Sie können die Empfindlichkeit magnetischer Sensoren erhöhen, die Energie für die Erzeugung lokaler Magnetfelder reduzieren, und am PEEM-Messplatz an BESSY II die Messung von Proben unter deutlich höheren Magnetfeldern ermöglichen.