Neuer 12-T-Magnet in der BESSY II Halle stärkt Energie- und Magnetismusforschung
Erschöpft, aber glücklich: v.l.n.r. - K. Holldack (HZB), A. Schnegg (MPI CEC Mülheim, HZB), T. Lohmiller (HZB, HUB), D. Ponwitz (HZB) nach der erfolgreichen Inbetriebnahme des neuen 12T-Magneten (grün).
Die TeraHertz-Elektronenspinresonanz (THz-EPR) bei BESSY II liefert wichtige Informationen über die elektronische Struktur neuartiger magnetischer Materialien und Katalysatoren. Mitte Januar 2022 haben die Forschenden am betreffenden Strahlrohr einen neuen, supraleitenden 12-T-Magneten in Betrieb genommen, der neue wissenschaftliche Erkenntnisse verspricht.
Die THz-EPR-Endstation bietet durch die Kombination von kohärentem TeraHertz-Licht von BESSY II und hohen Magnetfeldern einzigartige experimentelle Bedingungen. Diese Möglichkeiten werden nun durch den 12-T-Magneten erweitert, der mit Mitteln aus dem BMBF-Netzwerkprojekt "ERP-on-a-Chip" und dem HZB beschafft wurde.
„Wir erwarten durch den neuen Aufbau viele spannende neue wissenschaftliche Arbeiten mit Nutzergruppen und innerhalb unseres gemeinsamen Labors EPR4Energy mit dem Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion (CEC) in Mülheim. Wir freuen uns sehr über die erfolgreiche Inbetriebnahme des supraleitenden Magneten, der das zurzeit höchste Magnetfeld bei BESSY II liefert", sagt Karsten Holldack, der verantwortliche Wissenschaftler am THz-Strahlrohr.
- Batterieforschung mit dem HZB-RöntgenmikroskopUm die Kapazität von Lithiumbatterien weiter zu steigern, werden neue Kathodenmaterialien entwickelt. Mehrschichtige lithiumreiche Übergangsmetalloxide (LRTMO) ermöglichen eine besonders hohe Energiedichte. Mit jedem Ladezyklus wird jedoch ihre Kapazität geringer, was mit strukturellen und chemischen Veränderungen zusammenhängt. Mit Röntgenuntersuchungen an BESSY II hat nun ein Team aus chinesischen Forschungseinrichtungen diese Veränderungen erstmals experimentell mit höchster Präzision vermessen: Mit dem einzigartigen Röntgenmikroskop konnten sie morphologische und strukturelle Entwicklungen auf der Nanometerskala beobachten und dabei auch chemische Veränderungen aufklären.
- BESSY II: Neues Verfahren für bessere ThermokunststoffeUmweltfreundliche Thermoplaste aus nachwachsenden Rohstoffen lassen sich nach Gebrauch recyclen. Ihre Belastbarkeit lässt sich verbessern, indem man sie mit anderen Thermoplasten mischt. Um optimale Eigenschaften zu erzielen, kommt es jedoch auf die Grenzflächen in diesen Mischungen an. Ein Team der Technischen Universität Eindhoven in den Niederlanden hat nun an BESSY II untersucht, wie sich mit einem neuen Verfahren aus zwei Grundmaterialien thermoplastische „Blends“ mit hoher Grenzflächenfestigkeit herstellen lassen: Aufnahmen an der neuen Nanostation der IRIS-Beamline zeigten, dass sich dabei nanokristalline Schichten bilden, die die Leistungsfähigkeit des Materials erhöhen.
- Wasserstoff: Durchbruch bei Alkalischen Membran-ElektrolyseurenEinem Team aus Technischer Universität Berlin, Helmholtz-Zentrum Berlin, Institut für Mikrosystemtechnik der Universität Freiburg (IMTEK) und Siemens Energy ist es gelungen, eine hocheffiziente alkalische Membran-Elektrolyse Zelle erstmals im Labormaßstab in Betrieb zu nehmen. Das Besondere: Der Anodenkatalysator besteht dabei aus preisgünstigen Nickelverbindungen und nicht aus begrenzt verfügbaren Edelmetallen. An BESSY II konnte das Team die katalytischen Prozesse durch operando Messungen im Detail darstellen, ein Theorie Team (USA, Singapur) lieferte eine konsistente molekulare Beschreibung. In Freiburg wurden mit einem neuen Beschichtungsverfahren Kleinzellen gebaut und im Betrieb getestet. Die Ergebnisse sind im renommierten Fachjournal Nature Catalysis publiziert.