HZB und Humboldt-Universität vereinbaren den Aufbau eines Katalyse-Labors
Ein Teil der IRIS Forschungslabore wird für die Forschung an Katalysatoren ausgestattet. © Jan Zappner
Mit ca. 4.500 Quadratmeter Labor-, Büro- und Kommunikationsflächen bietet der IRIS-Forschungsbau optimale Bedingungen für die Erforschung und Entwicklung von komplexen Materialsystemen. © IRIS Adlershof
Das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und die Humboldt-Universität zu Berlin (HU) haben eine Kooperationsvereinbarung geschlossen mit dem Ziel, ein gemeinsames Forschungslabor für Katalyse im IRIS-Forschungsbau der HU in Adlershof aufzubauen. Der IRIS-Forschungsbau bietet optimale Bedingungen für die Erforschung und Entwicklung von komplexen Materialsystemen.
Katalysatoren sind der Schlüssel für viele Technologien und Prozesse, die für den Aufbau einer klimaneutralen Wirtschaft benötigt werden. In der Berliner Forschungslandschaft entwickelt sich seit einiger Zeit ein Hotspot der Katalyseforschung. Im Rahmen der Exzellenzinitiative entstanden neue Cluster wie UniSysCat, in denen etablierte Forschungsinstitute ihre Aktivitäten bündeln. Die chemische Industrie ist über das Labor BASCat eingebunden. Ein wichtiges Forschungsfeld ist die Produktion von „grünem“ Wasserstoff: Um Wasserstoff und synthetische Kraftstoffe klimaneutral mit erneuerbaren Energien zu produzieren, werden innovative Katalysatoren benötigt. Das kürzlich gestartete Aufbauprojekt CatLab, das im Rahmen der Wasserstoffstrategie gefördert wird, verfolgt völlig neue Ansätze, die auf Dünnschichttechnologien basieren und echte Innovationssprünge versprechen.
IRIS-Labore für Katalyseforschung ausgestattet
Um das große Potenzial der Berliner Katalyseforschung weiter zu forcieren, haben nun die Humboldt-Universität zu Berlin und das HZB eine weitere Kooperationsvereinbarung geschlossen. Damit soll ein Teil der IRIS-Labore zusätzlich für die Entwicklung und Untersuchung heterogener Katalysatorsysteme ertüchtigt werden. IRIS Adlershof steht für Integrative Research Institute for the Sciences. Mit ca. 4.500 Quadratmeter hochmoderner Labor-, Büro- und Kommunikationsflächen bietet der IRIS-Forschungsbau optimale Bedingungen für die Erforschung und Entwicklung von komplexen Materialsystemen z.B. für Elektronik, Optoelektronik und Photonik. Neben der Zusammenarbeit in der Entwicklung und Verwendung analytischer Methoden ist auch eine enge Zusammenarbeit im Bereich Dünnschichttechnologie, unter der Verwendung von additiven Fertigungsverfahren und Nanostrukturierungs- und Synthesemethoden, geplant.
Innovationen durch interdisziplinäre Zusammenarbeit
Im IRIS -Forschungsbau arbeiten Fachleute unterschiedlicher Disziplinen eng in einem großen Verbundlabor zusammen. Davon erhoffen sich die Partner Innovationsschübe: Physik und Chemie sowie Experiment und Theorie nähern sich einem Problem von jeweils unterschiedlichen Seiten. So bildet ein tiefes physikalisch-chemisches Verständnis von komplexen Grenzflächen eine exzellente Basis für die Entwicklung von Energiematerialien. Die Anordnung der Labore und Büros sowie die großzügigen Kommunikationsflächen schaffen beste Voraussetzungen, damit die unterschiedlichen Disziplinen sich austauschen und voneinander lernen können.
Kooperationsvereinbarung ist auch juristisch innovativ
Die Kooperation zwischen der HU und dem HZB zum Katalyse-Forschungslabor wird aufgrund der aktuellen Änderung des Berliner Hochschulgesetzes zur Zusammenarbeit wissenschaftlicher Einrichtungen erstmalig auf einer öffentlich-rechtlichen Grundlage gestaltet. Dies soll die Kooperation erleichtern. Das Verfahren zur Erfassung, Bewertung und Dokumentation der beiderseitigen Kooperationsbeiträge ist einfacher und weniger bürokratisch. So können sich die Forschenden auf ihre Kernaufgabe - die Forschung - konzentrieren.
- 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.