Auf Effizienz gepolt
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:
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 
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 
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 
Wie lassen sich große Datenmengen möglichst schnell übertragen oder verarbeiten? Eine Antwort auf diese Frage könnte Graphen sein. Das ultradünne Material ist nur eine Atomlage dick, und die darin enthaltenen Elektronen haben aufgrund von Quanteneffekten sehr besondere Eigenschaften. Es könnte sich deshalb sehr gut eignen, um es für besonders leistungsfähige elektronische Bauelemente zu verwenden. Allerdings fehlte bislang das Wissen, wie sich bestimmte Eigenschaften von Graphen praktisch steuern lassen. Das ändert eine in 
Der Mensch hat sich die Erde untertan gemacht – und das in einem Ausmaß, das die menschlichen Lebensgrundlagen bedroht. Für den Weg ins Anthropozän, ins Erdzeitalter des Menschen, hat nach Ansicht des Autors die Entwicklung wissenschaftlich-technischen Wissens eine zentrale Rolle gespielt. Wir brauchen jedoch noch mehr Erkenntnisse über die enge Verflechtung zwischen Erde und Mensch, damit wir die Krisen, die wir mit unserem Handeln verursachen, tatsächlich verstehen und bewältigen können. 
Forscher auf dem Gebiet der Spintronik versuchen, die Eigenschaften der Elektronenspins von Materialien zu nutzen, um neue, energieeffizientere Informationstechnologien zu entwickeln. Dabei werden Daten oft über Quasiteilchen, so genannte Magnonen, kodiert und übertragen – kollektive Anregungen von Elektronenspins. Jetzt haben Joachim Gräfe vom 
Erstmals (laut Medienmitteilung am 17.02.2020 und einer Publikation in 
Wie kann der Anteil grüner Energie in industriellen Prozessen gesteigert werden? Wie kann man etwa den Wirkungsgrad von Solarzellen erhöhen und damit den Weg für höhere Nutzung regenerativer Energie ebnen? Torsten Schwarz aus der