Weltweit führende Forschungslabor-Landschaft für Energiematerialien
„Energiewende: Die Suche nach dem Material der Zukunft“ überschrieb das BMBF seine Medienmitteilung über die Einweihung des nach drei Jahren Bauzeit vollendeten Laborkomplexes EMIL („Energy Materials In-Situ Laboratory“) in Berlin-Adlershof durch Forschungsministerin Johanna Wanka am 31.10.2016. Forschende werden in dem gemeinsam vom Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und der Max-Planck-Gesellschaft (MPG) für etwa 20 Millionen Euro an die Synchrotronquelle BESSY II angebauten Forschungslabor für die regenerative Energiegewinnung und -Speicherung geeignete Materialien synthetisieren und analysieren. Mit EMIL ergeben sich dazu völlig neue Möglichkeiten.
EMIL beherbergt Laborkomplexe mit unterschiedlicher wissenschaftlicher Ausrichtung:
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- das Energie-Material-Forschungslabor SISSY (Solar Energy Material In-situ Spectroscopy at the Synchrotron) des HZB – hier sollen neue Dünnschichtmaterialien für Solarzellen, solare Brennstoffe, Thermoelektrika und Materialien für energieeffiziente Informationstechnologien entwickelt werden;
- das Katalyse-Labor für nachhaltige Energieversorgung CAT (Catalysis Research for Sustainable Energy Supply) zur Erforschung (photo-)katalytische Prozesse und und zur Klärung spezifischer Fragestellungen im Bereich Energieumwandlung und -speicherung des Berliner Fritz-Haber-Instituts der Max-Planck-Gesellschaft (FHI) – untersucht werden edelmetallbasierte Elektrodenmaterialien (Iridium, Ruthenium, Platin) sowie Übergangsmetalle wie Nickel, Chrom und Eisen als Katalysatoren in der heterogenen Katalyse.
- das Labor für Röntgenemissionsstudien PINK, das vom Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion (CEC) in Mülheim an der Ruhr betrieben wird.
Direkte Verbindung zum Elektronenspeicherring BESSY II
Einzigartig am EMIL-Labor ist seine direkte Verbindung zum Elektronenspeicherring BESSY II. Der Speicherring in Berlin-Adlershof liefert extrem brillante Photonenpulse von der
langwelligen Terahertz-Region bis zur harten Röntgenstrahlung; die Nutzer können den Energiebereich und die Polarisation der Strahlung wählen. Rund 50 Strahlrohre an Undulator-, Wiggler- und Dipolquellen bieten eine facettenreiche Mischung von Messplätzen mit exzellenter Energieauflösung (zwei Strahlrohre verbinden BESSY II mit EMIL, siehe Foto re.).
Die Kombination von Brillanz und Photonenpulsen macht BESSY II zu einem idealen Mikroskop für Raum und Zeit und ermöglicht Zeitspannen bis zu Femtosekunden und Ortsauflösungen auf der Pikometerskala (10-12 m – ein Milliardstel Millimeter). Der breite Energiebereich der verfügbaren Röntgenstrahlung, die direkte Anbindung der Röntgenspektroskopie-Stationen an die EMIL-Katalyse-Anlagen und die Einrichtungen zur Materialsynthese eröffnen der Forschung an Energie-Materialien neue Möglichkeiten, da die Proben zwischen Synthese und Analytik das Vakuum nicht verlassen müssen, sie werden von einem Roboter zum nächsten weitergereicht: Weltweit einzigartige In-system- und In-operando-Messungen werden dadurch möglich.Wanka würdigte das Projekt als beispielhaft für die Zusammenarbeit zwischen Helmholtz-Gemeinschaft und Max-Planck-Gesellschaft bei Forschung und Entwicklung für die Energiewende: „Die hier gelebte Verbindung von exzellenter Energieforschung mit dem Betrieb einzigartiger Infrastrukturen schafft ein Forschungsumfeld mit besonderen Synergieeffekten und legt den Grundstein für neue und erfolgreiche Produkte.“ EMIL ermögliche es besonders der Industrie, Materialinnovationen voranzutreiben. Die Kooperation von Wissenschaft und Wirtschaft in der Materialforschung sei entscheidend für innovative Energietechnik, so die Ministerin. Grundlagenforschung sei existenziell wichtig für die gesamte wirtschaftliche Situation eines Landes. 88 Mrd. Euro würden in Deutschland für Forschung und Entwicklung ausgegeben, zwei Drittel davon aus der Wirtschaft. In Anspielung auf Erich Kästners „Emil und die Detektive“ rief sie den versammelten etwa 200 Wissenschaftlern zu: „Parole ‚Emil‘“! Ohne Materialforschung bekämen wir die Energiewende nicht hin. Anschließend nahm Wanka einen Schraubenschlüssel und zog symbolisch die
Muttern am vergoldeten letzten Teilstück von EMIL an.Das BMBF gehört zu den großen Zuwendern von EMIL und BESSY. Es förderte den Bau der SISSY-Endstation und des UHV-Transfersystems mit 6,1 Millionen Euro aus der Innovationsallianz „Photovoltaik“. HZB und MPG brachten 6,5 respektive 7,6 Millionen Euro ein. Ergänzend wurden zusätzliche Mittel der MPG bereitgestellt sowie Mittel aus den strategischen Ausbauinvestitionen der Helmholtz-Gemeinschaft für die Einbindung von EMIL in die Helmholtz-Energy-Materials-Characterization-Platform (HEMCP).
Folgt: Schlögl und der Hamburger
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