Marcel Risch baut Arbeitsgruppe am HZB mit einem ERC-Starting-Grant auf
Dr. Marcel Risch kommt mit einem ERC-Starting-Grant an das HZB.
Marcel Risch mit seiner Arbeitsgruppe an der Georg-August-Universität Göttingen. © M.Risch
Das HZB bekommt Verstärkung bei der Erforschung von solaren Brennstoffen. Dr. Marcel Risch, der vor kurzem einen der begehrten ERC-Starting-Grants eingeworben hat, wechselt von der Georg-August-Universität Göttingen an das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB). Der Materialphysiker baut ab März 2019 eine eigene Arbeitsgruppe auf, um katalytische Materialien für die Wasserspaltung zu analysieren und zu optimieren.
Marcel Risch kennt das Helmholtz-Zentrum Berlin bereits als Nutzer, nun kommt er dauerhaft. Besonders attraktiv sind für ihn die Möglichkeiten, Materialsynthese, Elektrochemie und Röntgenspektroskopie zu verbinden, z. B. am „Energy Materials In Situ Laboratory“ (EMIL) an der Synchrotronquelle BESSY II. Risch forscht an katalytisch aktiven Materialien zur Aufspaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff. Dadurch lässt sich Wasserstoff gewinnen, der eine klimaneutrale Alternative zu fossilen Brennstoffen ist.
Risch hat an der Freien Universität Berlin in 2011 promoviert. Anschließend ging der Physiker für vier Jahre als Postdoc an das weltbekannte Massachusetts Institute of Technology (MIT), Cambridge, USA. Seit 2016 forscht er am Institut für Materialphysik an der Georg-August-Universität Göttingen, zuletzt als Leiter einer Nachwuchsgruppe.
Sein Forschungsvorhaben, für das er kürzlich den „Starting Grant“ des European Research Council (ERC) erhielt, befasst sich mit dem Mechanismus der Sauerstoffentwicklung bei der katalytischen Aufspaltung von Wasser. Das Projekt trägt den Titel „ME4OER – Mechanism Engineering of the Oxygen Evolution Reaction“ und wird über den ERC-Starting-Grant mit 1,5 Millionen Euro für fünf Jahre gefördert.
Konkret wird Risch mit seinem Team synthetische Materialien mit ausgewählten Kristallstrukturen (Spinell- oder Perowskit-Struktur) untersuchen. Dabei konzentriert sich Risch auf die Klasse der Übergangsmetalloxide, die zwar sehr preisgünstig sind, aber nur eine geringe Effizienz bei der Sauerstoffevolutionsreaktion (OER) aufweisen. Diese geringe Effizienz begrenzt auch die Wasserstoffgewinnung. Durch detaillierte Kenntnis der Reaktionsprozesse will Risch die Effizienz solcher Katalysatoren um mehrere Größenordnungen steigern. Dafür müssen die katalytischen Reaktionen auf den Oberflächen im Detail analysiert werden. An EMIL kann er diese Oberflächen herstellen und in situ oder operando mit röntgenspektroskopischen Methoden analysieren.
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- 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.