LEAPS: Europas Lichtquellen planen den Weg in die Zukunft
Dr. Caterina Biscari, Direktorin des ALBA Synchrotrons, Barcelona, und Vizepräsidentin von LEAPS übergab am 22. März 2018 die LEAPS Strategie 2030 an Jean-David Malo, Direktor Forschung und Innovation, Europäische Kommission.
Eine einzigartige Forschungslandschaft aus beschleunigerbasierten Lichtquellen ermöglicht in Europa internationale Spitzenforschung. Diese Lichtquellen dienen als Supermikroskope oder erlauben Einblicke in extrem rasche Prozesse. Nun liegt die Strategie 2030 vor, um die Weiterentwicklung der Lichtquellen aufeinander abzustimmen. Dies sorgt für optimalen Einsatz der Ressourcen und sichert beste Forschungsbedingungen in Europa. LEAPS-Vizepräsidentin Dr. Caterina Biscari, Direktorin von ALBA, hat nun die Strategie 2030 an Jean-David Malo, Direktor Forschung und Innovation der EU-Kommission übergeben.
Gesundheit, Wohlstand und Sicherheit in unseren europäischen Demokratien hängen davon ab, dass wir die drängenden Probleme rechtzeitig identifizieren und lösen. Ob es um eine saubere Energieversorgung oder wirksame Medikamente geht, um Fortschritte zu erreichen, ist Forschung nötig: Dabei sind moderne beschleunigerbasierte Lichtquellen hervorragende Werkzeuge, um Prozesse in Molekülen und in Materialien im Detail aufzuklären.
Ende 2017 haben sich die europäischen Lichtquellen zur „League of European Accelerator-based Photon Sources“, kurz LEAPS, zusammen geschlossen. Mit der gemeinsamen Strategie haben die LEAPS-Mitglieder nun den Ausbau und die Weiterentwicklung dieser Lichtquellen, ihrer Optiken und Detektoren sorgfältig aufeinander abgestimmt. Dabei setzen sie auf Spezialisierung und Alleinstellungsmerkmale, um bei effizientestem Einsatz von Ressourcen vielfältigste Optionen für die Forschung bereit zu stellen.
„Am Helmholtz-Zentrum Berlin betreiben wir mit BESSY II eine Synchrotronlichtquelle, die auf den weichen Röntgenbereich spezialisiert ist“, erklärt Prof. Bernd Rech, der das HZB kommissarisch leitet. „Damit sind wir bewusst komplementär zu anderen Synchrotronquellen in Deutschland und Europa, die vorwiegend harte Röntgenstrahlung erzeugen.“ Mit weicher Röntgenstrahlung lassen sich Prozesse an Oberflächen und Grenzflächen von Dünnschichtmaterialien untersuchen und chemische Bindungen analysieren. Auch feinste magnetische Strukturen innerhalb von dünnen Schichten werden sichtbar. Schwerpunkte der Forschung an BESSY II sind Energiematerialien, von Solarzellen der nächsten Generation über katalytische Systeme bis hin zu magnetischen Materialien für neue, energieeffiziente Informationstechnologien.
„Das HZB engagiert sich mit voller Überzeugung in LEAPS. Indem wir bei der Weiterentwicklung von beschleunigerbasierten Lichtquellen eng zusammenarbeiten, schaffen wir in Europa beste Bedingungen für die Forschung mit Licht“, sagt Rech. Auch die Zukunftsprojekte am HZB zur Weiterentwicklung von BESSY II, BESSY VSR und BERLinPro, sind auf die europäische Forschungslandschaft abgestimmt.
Mehr Information: www.leaps-initiative.eu
- 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.