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.
- 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.
- Katalyseforschung mit dem Röntgenmikroskop an BESSY IIAnders als in der Schule gelernt, verändern sich manche Katalysatoren doch während der Reaktion: So zum Beispiel können bestimmte Elektrokatalysatoren ihre Struktur und Zusammensetzung während der Reaktion verändern, wenn ein elektrisches Feld anliegt. An der Berliner Röntgenquelle BESSY II gibt es mit dem Röntgenmikroskop TXM ein weltweit einzigartiges Instrument, um solche Veränderungen im Detail zu untersuchen. Die Ergebnisse helfen bei der Entwicklung von innovativen Katalysatoren für die unterschiedlichsten Anwendungen. Ein Beispiel wurde neulich in Nature Materials publiziert. Dabei ging es um die Synthese von Ammoniak aus Abfallnitraten.
- BESSY II: Magnetische „Mikroblüten“ verstärken Magnetfelder im ZentrumEine blütenförmige Struktur aus einer Nickel-Eisen-Legierung, die nur wenige Mikrometer misst, kann Magnetfelder lokal verstärken. Der Effekt lässt sich durch die Geometrie und Anzahl der „Blütenblätter“ steuern. Das magnetische Metamaterial wurde von der Gruppe um Dr. Anna Palau am Institut de Ciencia de Materials de Barcelona (ICMAB) mit Partnern aus dem CHIST-ERA MetaMagIC-Projekts entwickelt und nun an BESSY II in Zusammenarbeit mit Dr. Sergio Valencia untersucht. Die Mikroblüten ermöglichen vielfältige Anwendungen: Sie können die Empfindlichkeit magnetischer Sensoren erhöhen, die Energie für die Erzeugung lokaler Magnetfelder reduzieren, und am PEEM-Messplatz an BESSY II die Messung von Proben unter deutlich höheren Magnetfeldern ermöglichen.