Innovative Methode zur CO2-Verwertung Eine Studie der Universitäten Bonn und Montreal hat einen Katalysator entwickelt, der Kohlendioxid (CO2) und Wasser mithilfe von Strom in Methan umwandelt. Der Katalysator ermöglicht die Umwandlung von CO2 in Methan mit einer Effizienz von über 80 %. Prof. Dr. Nikolay Kornienko vom Institut für Anorganische Chemie der Universität Bonn erläutert: weiterlesen…
Forschende aus Kiel und Dresden berechnen ungewöhnliches Verhalten von Elektronen
Wasserstoff ist das am meisten verbreitete Element im Universum. Es bestimmt die Eigenschaften von Sternen und Planeten und ist entscheidend für das Leben auf der Erde – nicht zuletzt durch seine Rolle für die klimaneutrale Energieversorgung. Generationen von WissenschaftlerInnen aus Physik und Chemie haben Wasserstoff sehr intensiv erforscht, sowohl in Experimenten als auch mithilfe von Computer-Simulationen. Trotz seines sehr einfachen Aufbaus – ein Wasserstoff-Atom besteht nur aus einem Elektron und einem Proton – sind nach wie vor viele Eigenschaften nicht abschließend geklärt. Am 24.07.2023 haben Forschende der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) und des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) eine weitere überraschende Eigenschaft von Wasserstoff vorhergesagt. weiterlesen…
FHI: „Vielen Dank für die letzten 29 Jahre“
Seit dem 01.04.2023 sieht das Fritz-Haber-Institut in Berlin „etwas anders aus“, so eine Mitteilung auf der Internetseite des FHI. „Der Direktor der Abteilung für Anorganische Chemie hatte am 31.03.2023 seinen letzten Arbeitstag in dieser Position und ging dann in Ruhestand. Zwar startete er zu Beginn des Jahres seine Präsidentschaft in der Alexander von Humboldt-Stiftung, seine primär wissenschaftliche Karriere beendete er jedoch an diesem Tag“. 1994 sei Schlögl mit 39 Jahren als Direktor ans FHI gekommen und habe seitdem das Institut sowohl wissenschaftlich als auch institutionell maßgeblich mitgestaltet. Er hat 2012 das Portal Solarify aus der Taufe gehoben. weiterlesen…
Oberflächen-Struktur von Katalysator-Nanopartikeln sichtbar gemacht
So detailliert sind Katalysatoroberflächen selten zuvor abgebildet worden. Dabei kann jedes einzelne Atom entscheidend für die katalytische Aktivität sein. Mit atomarer Auflösung hat ein deutsch-chinesisches Forschungsteam die dreidimensionale Struktur der Oberfläche von Katalysator-Nanopartikeln sichtbar gemacht. Diese spielt eine entscheidende Rolle für die Aktivität und Stabilität der Partikel. Die detaillierten Einblicke gelangen mit einer Kombination aus Atomsondentomografie, Spektroskopie und Elektronenmikroskopie. Nanopartikel-Katalysatoren können zum Beispiel bei der Produktion von Wasserstoff für die chemische Industrie zum Einsatz kommen. Um die Leistung künftiger Katalysatoren zu optimieren, ist es unabdingbar, den Einfluss der dreidimensionalen Struktur zu verstehen. (Foto: Transmissions-Elektronenmikroskop (TEM) – © Johannes Schneider – Eig. Werk, commons.wikimedia.org, CC BY-SA 4.0) weiterlesen…
Fusionsprozesse lassen sich durch gepulste elektrische Felder anstoßen
Gepulste elektrische Felder, die zum Beispiel durch Blitzeinschläge verursacht werden, machen sich als Spannungsspitzen bemerkbar und stellen eine zerstörerische Gefahr für elektronische Bauteile dar, denn sie richten beträchtlichen Schaden an. Ein Team vom Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) hat jetzt herausgefunden, dass solche Spannungsspitzen durchaus nützliche Eigenschaften haben können. In Physical Review Research berichten die Wissenschaftler, wie sich zum Beispiel Kernfusionsprozesse durch extrem starke und schnelle gepulste elektrische Felder deutlich verstärken lassen. (Bild: Künstlerische Darstellung der Potenzialbarriere der Fusionsreaktion von Bor-11 mit einem Proton, bei der drei Alphateilchen als Reaktionsprodukte entstehen – © HZDR, Sahneweiß – CC BY 4.0) weiterlesen…
Physiker der Universität Regensburg publizieren in Nature Communications
Eine große internationale Forschungskooperation unter Leitung von Kai-Qiang Lin und Professor John Lupton vom Institut für Experimentelle und Angewandte Physik der Universität Regensburg (UR) konnte erstmals den Effekt von Elektronen mit negativer Masse in neuartigen Halbleiter-Nanostrukturen messen. Das internationale Team umfasst Wissenschafler aus Berkeley und Yale (USA), Cambridge (England) und Tsukuba (Japan) und hat die Erkenntnisse open access in Nature Communications veröffentlicht. (Illustration der negativen Masse anhand eines Golfballs. Der Fall des herkömmlichen Golfballs wird durch Wasser gebremst. Ein Golfball negativer Masse würde durch Reibungswiderstand beschleunigt werden – Animation mit frdl. Genehmigung © Felix Hofmann (UR)) weiterlesen…
Methanogene Mikroben steuern Elektronen
Ein gigantischer Enzymkomplex ermöglicht es methanogenen Mikroorganismen (Archaeen), unter extrem energiearmen Lebensbedingungen zu gedeihen – sie nutzen ausgeklügelte Mechanismen, um in energiearmen und sauerstofffreien Umgebungen zu leben. Ein Schlüsselmechanismus zur Einsparung von Energie ist die sogenannte Elektronenbifurkation, eine Reaktion, bei der die Energie eines Elektronenpaares „aufgespalten“ wird, sodass ein Elektron auf Kosten des anderen energiereicher wird. Forschende der Max-Planck-Institute für terrestrische Mikrobiologie (Marburg) und Biophysik (Frankfurt am Main) haben entdeckt, wie Elektronen aus der Elektronenbifurkation direkt an CO2-Reduktion und -Fixierung übertragen werden. (Foto:
Serena DeBeer: Röntgenspektroskopische Untersuchung an einem Methantrockenreformierkatalysator
Die trockene Methanreformierung (DMR) bietet eine Möglichkeit, schädliche Treibhausgase in industriell nutzbares Synthesegas umzuwandeln. Deshalb wächst das Interesse an Katalysatoren auf Nickel-Basis für die DMR stetig. In ihrem Jahrbuchbeitrag 2020 beschreibt Prof. Serena DeBeer, Direktorin der Abteilung Anorganische Spektroskopie des Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion in Mülheim an der Ruhr (MPI CEC) , am 10.08.2021 röntgenspektroskopische Untersuchungen an einem Methantrockenreformierkatalysator. Der vollständige Artikel kann auf der Webseite der Max-Planck-Gesellschaft nachgelesen werden. (Grafik: Speziell konstruierter Nanoreaktor mit einem In-situ-Gassystem für STXM-Studien eines arbeitenden Katalysators. Reaktantgase strömen von der linken Seite ein. Röntgenstrahlen überwachen die Veränderung der Partikel unter kontrollierter Temperatur und Druck – © MPI für chemische Energiekonversion) weiterlesen…
Chemie mit komplexem Rhythmus
Die meisten industriell hergestellten Chemikalien entstehen mit Hilfe von Katalysatoren. Diese bestehen meist aus winzigen Metall-Nanoteilchen, die auf Trägeroberflächen festgehalten werden. Ähnlich wie ein geschliffener Diamant, dessen Oberfläche aus verschiedenen Facetten besteht, die in unterschiedliche Richtungen orientiert sind, kann auch ein katalytisches Nanoteilchen unterschiedliche Facetten haben – und diese Facetten können unterschiedliche chemische Eigenschaften aufweisen. Komplizierter als gedacht laufen chemische Reaktionen an der Oberfläche von als Katalysatoren verwendeten Nanoteilchen ab – zeigte ein Team der TU Wien in Science – eine Medienmitteilung vom 21.05.2021 (Bild: Nano-Teilchen – © Nandiyanto – Eig. Werk, gemeinfrei, commons.wikimedia.org) weiterlesen…
Von der Grundlagenforschung zur industriellen Anwendung
Trotz einer Fülle von Katalysatorenkandidaten für die Wasserstoff- und Sauerstoffentwicklungs- sowie die CO2-Reduktionsreaktion hat bisher fast keiner von ihnen das Stadium der Anwendung erreicht – also das vielzitierte „Tal des Todes“ erfolgreich durchquert. „Von der Grundlagenforschung zur industriellen Anwendung von Elektrolysetechnologien – oder warum markttaugliche Konzepte von Katalysatoren, Elektroden und Zellen noch Mangelware sind“ ist eine Medienmitteilung des Fraunhofer-Instituts für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT vom 14.04.2021 überschrieben. weiterlesen…
