HZB-Doktorand gewinnt Young Scientist Award
Silvio Künstner (2.v.r.) wurde auf der Konferenz EUROISMAR 2019 mit fünf weiteren Nachwuchsforschern ausgezeichnet. © EUROISMAR 2019
Das „Journal of Magnetic Resonance" und die ISMAR (International Society of Magnetic Resonance) zeichneten Silvio Künstner für seinen Vortrag „Rapid Scan EPR-on-a-chip" mit einem Young Scientist Award aus. Darin präsentierte der Doktorand aus dem HZB-Institut „Nanospektroskopie“ aktuelle Fortschritte bei der Entwicklung eines miniaturisierten Elektronenspinresonanz-Spektrometers.
Die Elektronenspinresonanz bzw. elektronenparamagnetische Resonanz (EPR) liefert durch die Anregung von Elektronenspins im Material detaillierte Information über dessen innere Struktur, bis hinunter auf die atomare Ebene. Für die Materialforschung an erneuerbaren Energien, wie effiziente Solarzellen oder Batterieelektroden, ist dieses Verständnis unabdingbar. Besonders wichtig sind dabei Untersuchungen unter realen Prozessbedingungen (Operando-Messungen).
Das von Silvio Künstner vorgestellte, auf Chip-Größe miniaturisierte EPR-Spektrometer ist so klein, dass es ins Innere der Probe eingeführt werden kann, so dass Operando-Messungen erheblich vereinfacht werden können. Darüber hinaus ist „EPR-on-a-chip“ weitaus empfindlicher als konventionelle Geräte. An der Forschung beteiligt sind neben dem Helmholtz-Zentrum Berlin auch die Universität Stuttgart, das Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion sowie das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) sowie die Firma Bruker (im Rahmen des BMBF-Projekt „EPRoC“).
Die Verleihung des Young Scientist Awards an Silvio Künstner fand bei der ISMAR EUROMAR Joint Conference (25. - 30. August 2019) in Berlin statt, zu der mehr als 1000 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler kamen. Auf der weltweit größten Konferenz auf diesem Gebiet engagierte sich das HZB als Co-Organisator. Darüber hinaus beteiligten sich Forscher des Helmholtz-Zentrum Berlin mit mehr als zehn Beiträgen.
- 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.