CEC: Kooperationsprojekt ChemiTEM vereinfacht mikroskopische Untersuchungen

Standardisierte Workflows für Transmissions-Elektronenmikroskopie

Elektronenmikroskopie ist eine wichtige und vielseitig einsetzbare Methode bei der Untersuchung von Katalysatoren, die auch am Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion in Mülheim an der Ruhr (MPI CEC) erforscht werden. Mit dieser Technik können die Proben bis hin zur atomaren Auflösung dargestellt werden. Auch Informationen über die elementare Zusammensetzung und die elektronische Struktur können dabei gewonnen werden. Üblicherweise werden solche Untersuchungen nur von Spezialisten durchgeführt, wodurch es zu Einschränkungen bei der Anzahl und Dauer dieser Messungen kommen kann. In einer Zusammenarbeit der Elektronenmikroskopiegruppen vom MPI CEC und Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft in Berlin und in Kooperation mit Thermo Fisher Scientific wurde eine Lösung für dieses Problem erarbeitet und open access am 27.09.2021 in Chemistry Methods publiziert: ChemiTEM. weiterlesen…

100mal mehr PV für kosteneffizienten Klimaschutz nötig

Hohes Innovationstempo ist Schlüssel für ressourceneffiziente Photovoltaik im Terawattmaßstab

Ein kosteneffizienter Klimaschutz erfordert die Installation von insgesamt 20-80 TWp Photovoltaikleistung bis 2050 und 80-170 TWp bis 2100, also mindestens hundertmal mehr als die bis Ende 2020 installierten 707 GWp. Ein Forscherteam des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE und des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung hat am 30.09.2021 eine Untersuchung veröffentlicht, ob ein solches Wachstum aus Ressourcensicht machbar ist – und wenn ja, unter welchen Bedingungen. In dem Papier „Technological learning for resource efficient terawatt scale photovoltaics“, (open access veröffentlicht in Energy & Environmental Science), kommen sie zu dem Ergebnis, dass das derzeit hohe Innovationstempo beibehalten werden muss, um Ressourcenengpässe zu vermeiden. weiterlesen…

Neuer Weltrekord in der Materialforschung

Röntgenmikroskopie mit 1.000 Tomogrammen pro Sekunde

Tomoskopie heißt die bildgebende Methode, in der in rascher Abfolge dreidimensionale Bilder aus dem Innern von Materialien errechnet werden. Nun hat ein Team um den HZB-Physiker Francisco García Moreno an der TOMCAT-Beamline der Synchrotron Lichtquelle Schweiz SLS am Paul-Scherrer-Institut einen neuen Weltrekord erreicht: Mit 1000 Tomogrammen pro Sekunde ist es nun möglich, sehr schnelle Prozesse und Entwicklungen in Materialien auf der Mikrometerskala zerstörungsfrei zu dokumentieren, etwa das Abbrennen einer Wunderkerze oder das Aufschäumen einer Metall-Legierung für die Herstellung von stabilen Leichtbaumaterialien. (Foto: Metallschäume auf Basis von Aluminumlegierungen als Leichtbaumaterialien – Aufnahme © CC BY 4.0, Adv. Mat. – PSIHZB) weiterlesen…

IWM: Evaluierung von Materialien für sicheren Wasserstoff-Röhrenspeicher

BMBF Wasserstoff-Leitprojekt H2Mare für Offshore-Wasserstoff-Produktion

Wasserstoff-Tanklastzug - Foto © Gerhard Hofmann für SolarifyWissenschaft und Industrie arbeiten an Speicher- und Transportsystemen für Wasserstoff. Dafür muss das Verhalten von metallischen Werkstoffen, insbesondere Stählen, im Kontakt mit Wasserstoff genau beschrieben und beurteilt werden. Im Rahmen des BMBF-Leitprojekts H2Mare wird das Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM im Verbundprojekt H2Wind Kriterien zur Bewertung von Werkstoffen und Bauteilen für sogenannte Röhrenspeicher entwickeln und evaluieren – so eine IWM-Medienmitteilung vom . Die Erkenntnisse tragen zum unfallsicheren und dauerhaften Betrieb einer realen Speicher-Infrastruktur für Wasserstoff bei. weiterlesen…

H2Mare bekommt mehr als 100 Mio. vom BMBF

Windgeneratoren mit integriertem Elektrolyseur zur nachhaltigen Off-Shore-Wasserstoffgewinnung

Die Offshore-Windenergieanlagen der Zukunft produzieren keine Elektronen, sondern Moleküle. Autarke Einheiten aus Windenergieanlage und integriertem Elektrolyseur stellen Grünen Wasserstoff im Industriemaßstab her und sparen die Kosten für einen elektrischen Netzanschluss. Damit können sie einen maßgeblichen Beitrag zur Reduktion von Treibhausgasen leisten. In einem zweiten Schritt kann der Grüne Wasserstoff in weitere synthetische Kraftstoffe und Energieträger umgewandelt werden. Im Rahmen des vom BMBF geförderten Leitprojektes H2Mare soll diese Vision Wirklichkeit werden. Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme Magdeburg sind daran beteiligt und haben nun eine Förderzusage erhalten. (Foto: Offshore-Windpark – © Mitchell Orr on Unsplash) weiterlesen…

Warum China in den Klimaschutz investiert

Deutsch-chinesische Forschungsgruppe: Bessere Luft in Chinas Städten als Motiv

China verursacht weltweit am meisten CO2 und trägt so maßgeblich zur Klimaerwärmung bei. Doch mittlerweile investiert die Volksrepublik stark in die Reduktion ihres CO2-Ausstoßes. Dahinter steckt vermutlich mehr als der reine Wunsch nach Klimaschutz. Denn mit einem Rückgang der CO2-Emissionen geht auch eine Verbesserung der Luftqualität auf lokaler Ebene einher. Dabei scheint einer Medienmitteilung vom folgend erstmals klar, dass der lokale Zusatznutzen von Klimaschutz die individuellen Entscheidungen von Einwohnerinnen und Einwohnern Pekings beeinflusst. Die Ergebnisse erscheinen nun in der Fachzeitschrift „Land Economics“. weiterlesen…

KI-Tool beschleunigt Entdeckung neuer Materialien

Kombination aus künstlicher Intelligenz und menschlichem Wissen

Forscher der Universität Liverpool haben ein kollaboratives Werkzeug der künstlichen Intelligenz entwickelt, das den Zeit- und Arbeitsaufwand für die Entdeckung wirklich neuer Materialien verringert. Wie in Nature Communications berichtet wird, hat das neue Tool bereits zur Entdeckung von vier neuen Materialien geführt, darunter eine neue Familie von Festkörpermaterialien, die Lithium leiten. Solche Festkörperelektrolyte werden Schlüssel zur Entwicklung von Festkörperbatterien sein, die eine größere Reichweite und mehr Sicherheit für Elektrofahrzeuge bieten. Weitere vielversprechende Materialien befinden sich in der Entwicklung. weiterlesen…

US-Reaktor stellt Marsbenzin her

Eine Tankstelle auf dem Mars? Ingenieure stellen sich die Möglichkeiten vor

Ingenieure der University of Cincinnati (UC) entwickeln neue Wege zur Umwandlung von Treibhausgasen in Kraftstoff, um den Klimawandel zu bekämpfen und Astronauten vom Mars nach Hause zu bringen. Jingjie Wu, Assistenzprofessor am UC College of Engineering and Applied Science, und seine Studenten verwendeten einen Kohlenstoffkatalysator in einem Reaktor, um Kohlendioxid in Methan umzuwandeln. Dieser Prozess, der nach dem verstorbenen französischen Chemiker Paul Sabatier als „Sabatier-Reaktion“ bekannt ist, wird in der Internationalen Raumstation eingesetzt, um das Kohlendioxid aus der Atemluft der Astronauten zu entfernen und Raketentreibstoff zu erzeugen, der die Station in einer hohen Umlaufbahn hält. Aber Wu denkt in viel größeren Dimensionen. (Bild: Synthetische Kraftstoffe: Zapfhähne für OME H2 und Solarstrom – Methanol fehlt noch – © PPP Schlögl, MPI CEC) weiterlesen…

Forschung für sichere Feststoffbatterien

Lithiummetall-Anode als zentrale Komponente und fester Elektrolyt

Feststoffbatterien können die Elektromobilität voranbringen. In einem neuen anwendungsorientierten Projekt namens ALANO (Alternative Anodenkonzepte für sichere Feststoffbatterien) befassen sich Partner aus Industrie und Forschung unter der Koordination der BMW AG mit Lithium-Batterien der nächsten Generation: Lithiummetall als Anodenmaterial und ein fester Elektrolyt ermöglichen, bei hoher Sicherheit die Energiedichte auf Zellebene zu erhöhen und damit die Reichweite von Elektroautos zu verlängern. weiterlesen…

Wirkungsgrad von Flüssigmetallbatterien stark verbessert

Erfolg eines internationalen Teams aus MIT und HZR

Wissenschaftler des Helmholtz-Instituts Dresden-Rossendorf für Fluiddynamik forschen seit mehreren Jahren an Flüssigmetallbatterien und gelten inzwischen als europaweit führend. Norbert Weber vom HZDR gelang es, gemeinsam mit Kollegen des Massachusetts Institute of Technology (MIT) eine neuartige Lithium-Blei-Flüssigmetallbatterie entscheidend zu optimieren. Durch eine verbesserte Elektrolytrezeptur konnte das Team den Stromwirkungsgrad auf nahezu 100 Prozent steigern und die Energiedichte gleichzeitig um 45 Prozent erhöhen, wie das Journal of Energy Chemistry berichtet. (Foto: Lithium-Flüssigmetall-Elektrode – (m. frdl. Genehmigung) © Steffen Landgraf, Michael Nimtz, hzdr.de) weiterlesen…