News aus der Forschung

Eine Weiterentwicklung der Rasterkraftmikroskopie macht es nun möglich, das Höhenprofil nanometerfeiner Strukturen sowie den elektrischen Strom und die Reibungskraft an fest-flüssig Grenzflächen zeitgleich abzubilden. Damit gelang es einem Team am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) sowie am Fritz-Haber-Institut (FHI) der Max-Planck-Gesellschaft, elektrokatalytisch aktive Materialien zu analysieren und Einblicke zu gewinnen, die für die Katalysatoroptimierung hilfreich sind. Die Methode eignet sich darüber hinaus auch, um Prozesse an Batterieelektroden, bei der Photokatalyse oder an aktiven Biomaterialien zu untersuchen. mehr

Das Erreichen einer Netto-Null-Treibhausgasbilanz ist eine große Herausforderung für die chemische Industrie. Dieses Ziel kann durch die Verringerung des Energiebedarfs chemischer Prozesse und die nachhaltige Nutzung von Rohstoffen erreicht werden. Forscher des Fritz-Haber-Instituts haben gezeigt, dass die wertvollen Zwischenprodukte Propylen und Propylenoxid direkt durch Oxidation von Propan in der Gasphase an unspezifischen Grenzflächen, wie z. B. Seesand, gebildet werden können, ohne dass nennenswerte Mengen an CO₂ entstehen.
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Dedizierte Synchrotron-Experimente bestätigen die sub-atomare Genauigkeit der mittels maschinellem Lernen vorhergesagten Adsorptionshöhe von Graphen auf Flüssigmetallkatalysatoren. Derartig verlässlich bieten die KI-Verfahren ein neues mächtiges Werkzeug zum Verständnis des Wachstumsprozesses dieses Zukunftswerkstoffes selbst unter extremsten Bedingungen.
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Die Bundesministerin für Bildung und Forschung, Bettina Stark-Watzinger, hat das Catalysis Laboratory (CatLab) in Berlin-Adlershof besucht. CatLab ist eine Forschungsplattform zur Katalyseforschung die vom Fritz-Haber-Institut der MPG, dem Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion und vom Helmholtz-Zentrum Berlin getragen wird. Ziel des gemeinsamen Projekts sind wichtige Innovationen die zur Realisierung einer grünen Wasserstoffwirtschaft beitragen soll. Bei ihrem Besuch am CatLab erhielt die Ministerin Einblick in neueste technologische Entwicklungen zur Herstellung und Charakterisierung von Dünnschichtkatalysatoren sowie besondere Methoden zur Operando-Analytik und Digitalen Katalyse. mehr

Kohärente Phononen – kollektive Schwingungsanregungen konstanter Phase in einem Kristallgitter - können detaillierte Einblicke in mikroskopische Wechselwirkungen in Festkörpern unter Nichtgleichgewichtsbedingungen geben, z.B. nach ultraschneller Anregung durch Licht. Mittels Femtosekunden-Laser-getriebener Rastertunnelmikroskopie können kohärente Phononen nun mit einer bisher unerreichten räumlichen Auflösung von wenigen Nanometern spektroskopisch untersucht werden. Dies ermöglicht es, den Einfluss von Einzeldefekten und lokalen Gitterverzerrungen auf mikroskopische Prozesse z.B. in niedrigdimensionalen Quantenmaterialien und Nanostrukturen besser zu verstehen. mehr

Die Wasserelektrolyse ist eine Schlüsseltechnologie für die CO₂-neutrale Wasserstofferzeugung. Eine der wichtigsten technologischen Hürden ist die Entwicklung stabiler, aktiver und kostengünstiger Katalysatoren für die anodische Sauerstoffentwicklungsreaktion (OER). Forschende der Abteilung für Grenzflächenwissenschaften haben nun wichtige quantitative Einblicke in die oberflächennahe Struktur von sauerstoffentwickelnden CoO_x(OH)_y-Nanopartikeln geliefert, welche heute in Nature Energy veröffentlicht wurden.
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Die Art und Weise, wie die in einer chemischen Reaktion involvierten Moleküle an die Oberfläche eines Katalysators sich miteinander verbinden, ist ein Schlüssel zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit von Katalysatoren. Forscher des Fritz-Haber-Instituts und der dänischen Universität Aarhus haben nun einen maschinellen Lernalgorithmus entwickelt, der diese Eigenschaft für komplexe Moleküle vorhersagen kann, die in verschiedenen Motiven an die Oberfläche anknüpfen können. mehr