Startschuss für gemeinsames Labor mit dem IFW Dresden
Am 19. Juni 2017 fand das erste Arbeitstreffen statt: Prof. Borisenko, Dr. Rienks, Prof. Büchner (alle IFW), der Leiter der Nachwuchsgruppe Dr. Fedorov; Dr. Varykhalov und apl. Prof. Rader (beide HZB) (v. l. n. r.). © HZB
Das Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden e.V (IFW) und das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) bauen ein Joint-Lab für „Funktionelle Quantenmaterialien“ auf. Unter seinem Dach arbeitet auch eine neue Nachwuchsgruppe.
Beide Forschungsinstitute besitzen große Expertise in der Energie- und Materialforschung und in der Herstellung sowie der Analyse von dünnen Schichten. Auf dieser Expertise baut das gemeinsame Labor für Funktionelle Quantenmaterialien auf: Es soll neuartige Materialsysteme untersuchen, deren quantenphysikalische Eigenschaften potentiell nutzbar sind, etwa in künftigen energieeffizienten Informationstechnologien.
Mit dem gemeinsamen Labor verstärken HZB und IFW Dresden ihre Zusammenarbeit und eröffnen neue Möglichkeiten für den wissenschaftlichen Nachwuchs. Dabei wollen die Forscher auch die gemeinsam an BESSY II betriebenen Instrumente weiter entwickeln, die teilweise weltweit einmalig sind.
Die Leitung der Nachwuchsgruppe übernimmt Dr. Alexander Fedorov. Der junge Physiker (Jahrgang 1987), der sich in Fachkreisen bereits einen Namen gemacht hat, war zuvor Postdoc an der Universität Köln.
- 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.