Start für neues Katalyse-Zentrum in Adlershof
Das neue CatLab (blaue Fläche) soll in unmittelbarer Nähe zu BESSY II und weiteren Laboren gebaut werden. © HZB
Mit einem interdisziplinären Architekturwettbewerb startet das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) ein großes neues Vorhaben: Ein innovatives Labor- und Bürogebäude für die Katalyseforschung, in dem die wissenschaftliche Zusammenarbeit des HZB mit der Max-Planck-Gesellschaft (MPG) ausgebaut werden soll. Das Catlab soll zum internationalen Leuchtturm für die Katalyseforschung werden und die Entwicklung neuartiger Katalysatormaterialien vorantreiben, die für die Energiewende dringend benötigt werden.
Mit einem Architekturwettbewerb lädt das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) Architektur- und Ingenieurbüros dazu ein, ein innovatives Büro- und Laborgebäude zu entwerfen, das Forschung auf höchstem Niveau ermöglicht. Das Gebäude soll den Nachhaltigkeitskriterien des Bundes genügen und weitgehend CO2-neutral sein.
Katalysatoren für die Energiewende
Das neue Gebäude ermöglicht die substantielle Stärkung der Forschung und Entwicklung im Bereich der Katalyse entlang der gesamten Innovationskette. Für die Energiewende spielen neuartige Katalysatormaterialien eine zentrale Rolle, um fossile Kraftstoffe durch Wasserstoff und synthetische Kraftstoffe zu ersetzen, welche mit erneuerbarer Energie produziert werden können.
Kooperation mit Max-Planck-Instituten
Daher starten das HZB, das Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion und das Fritz-Haber-Institut der MPG das Langzeitvorhaben CatLab in Berlin. Mit CatLab wollen die Partner am Standort Adlershof die Entwicklung von energierelevanten Katalysatoren international vorantreiben. Dabei ermöglicht die räumliche Nähe zu der Synchrotronquelle BESSY II und den Laboratorien mit ihren vielfältigen Analyse- und Charakterisierungsoptionen große Synergieeffekte.
Modularer Aufbau
Standort des Gebäudes ist die Magnusstraße 10 in Berlin-Adlershof. Ein wesentliches Merkmal des Gebäudes muss seine modulare Erweiterbarkeit sein. Labor- und Büroflächen sollen nahtlos mit einem Innovation Center und einer Data Science-Plattform integriert werden. Die für CatLab essentiellen Labor- und Büroanforderungen sollten mit der ersten Bauphase abgedeckt werden. Zwei weitere Gebäudeabschnitte sind vorgesehen, um den mit CatLab intensivierten Forschungsaktivitäten im Bereich Data Science einen Sitz zu geben und einen Ankerpunkt für weitere größere Industriekooperationen und Raum für Innovationen bis hin zur Anwendungsreife zu etablieren.
- 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.
- 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.