46 Millionen für Labor-Plattform HEMF
Sechs Helmholtz-Zentren richten gemeinsame Infrastruktur für die Entwicklung neuartiger Energiematerialien ein
Der Helmholtz-Senat hat die Einrichtung einer groß angelegten Infrastruktur für die Synthese und Entwicklung neuartiger Materialsysteme zur Energieumwandlung und -speicherung beschlossen. Das Gesamtvolumen beträgt rund 46 Mio. Euro (2016-2020). Die Einrichtung der Helmholtz Energy Materials Foundry (HEMF) wird vom Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) koordiniert. Fünf weitere Helmholtz-Zentren beteiligen sich an Konzeption und Aufbau: das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), das Forschungszentrum Jülich, das Helmholtz-Zentrum Geesthacht (HZG), das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) sowie das Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Die neue Plattform HEMF soll auch externen Nutzergruppen aus Universitäten und außeruniversitären Instituten aus dem In- und Ausland sowie der Industrie zur Verfügung stehen.
Im Rahmen von HEMF werden an den sechs beteiligten Helmholtz-Zentren mehrere sich ergänzende Labors mit einzigartiger Ausstattung aufgebaut. Beim Maßschneidern von Energiematerialien liegt dabei der wissenschaftliche Fokus auf Fragestellungen zu solaren Brennstoffen, Solarzellen, Brennstoffzellen, Batteriesystemen sowie auf thermoelektrischen und thermochemischen Materialien. Ein übergreifendes Thema sind neuartige Katalysatoren, die bei der Energieumwandlung und -speicherung eingesetzt werden.
Das Leistungsspektrum der geplanten HEMF-Plattform reicht vom Design neuartiger Materialsysteme über die in-situ- und in-operando-Analysen von Prozessen bei ihrer Synthese bis zur dreidimensionalen Nanostrukturierung dieser Materialien, um ihre Eigenschaften gezielt zu verändern. Außerdem werden Methoden entwickelt, um neuartige Materialien zu verarbeiten, innovative Prototypen für bestimmte Anwendungen herzustellen und die Eigenschaften und Leistungsfähigkeit der Materialien unter Dauerbelastung zu ermitteln und sicherzustellen.
Am Forschungszentrum Jülich ist ein Labor zur Untersuchung und Charakterisierung von Materialien mittels NMR-Spektroskopie und Elektronenmikroskopie geplant. In dem Labor werden insbesondere neue Methoden zur gezielten Bildung von Defekten während der Synthese entwickelt. Defekte sind in diesem Fall eingefügte Fremdatome und mikroskopische Fehlstellen, um Materialeigenschaften wie die elektrische Leitfähigkeit zu verändern. Darüber hinaus wollen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Methoden zur Charakterisierung elektrochemischer Prozesse an Oberflächen und Grenzflächen etablieren. Schließlich sollen in Jülich weitere Labors eingerichtet werden, in denen Hochtemperaturmaterialien zur Elektrolyse, spezielle Nanopartikel zur Elektrokatalyse sowie anorganische dünne Filme für Solarzellen und solare Brennstoffe synthetisiert werden können.
Die HEMF-Plattform wird als internationale Nutzereinrichtung betrieben. Die Labors stehen damit auch Forschern und Forschergruppen aus Universitäten, außeruniversitären Forschungseinrichtungen sowie der Industrie zur Verfügung. Die Koordination des Nutzerbetriebs wird das HZB übernehmen.
"Mit der HEMF-Plattform verstärkt die Helmholtz-Gemeinschaft ihre Kompetenzen in der Materialsynthese von Werkstoffen, die für die Energiewende unverzichtbar sind. Mit dieser gemeinsamen Infrastruktur können die beteiligten Helmholtz-Zentren ihr Forschungspotenzial dafür einbringen, dass wir auch in Zukunft die Energie, die wir alle brauchen, sicher und zugleich umweltangepasst zur Verfügung haben und nutzen können. Die Plattform wird zugleich neue attraktive Kooperationspartner anziehen, die für die gleichen Ziele forschen und entwickeln", so Anke Kaysser-Pyzalla, wissenschaftliche Geschäftsführerin des HZB. Das Vorhaben sei in dieser Größenordnung einzigartig und trage dazu bei, dass die Gruppe der Helmholtz-Zentren bei der Erforschung und Entwicklung von neuen Energiematerialien auch im internationalen Vergleich einen großen und wegweisenden Beitrag leisteten.
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