Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Chemiker nutzen Supercomputer für die Simulation komplexer Nanostrukturen

04.04.2007
An der TU Dresden werden neue Methoden der Wasserstoffspeicherung erforscht

Wasserstoff ist ein ideales Material zur Energiespeicherung. Das Gas lässt sich ressourcenschonend mittels regenerativer Energiequellen herstellen und kann ohne Verbrennungsprozesse direkt elektrochemisch in elektrische Energie umgewandelt werden. Allerdings ist Wasserstoff unter Normalbedingungen ein Gas mit geringer Energiedichte, daher sind nicht nur Autohersteller weltweit auf der Suche nach effektiven Speichermöglichkeiten.

Wissenschaftler in der Fachrichtung Chemie (Physikalische Chemie) der TU Dresden arbeiten deshalb schon seit einiger Zeit an der Entwicklung neuer Festkörperspeicher, in denen sich Wasserstoff in die Zwischenräume des Gerüstmaterials anlagert. Die Eigenschaften dieser neu zu entwickelnden Werkstoffe, Kohlenstoffnanostrukturen mit geeigneten "Spacer-Molekülen" oder die so genannten MOFs (Metal Organic Frameworks), werden am Computer simuliert, ihre Stabilität, ihre Speicherkapazität und ihre Wärmeleitfähigkeit vorhergesagt. Trotz der relativ geringen Anziehungskraft der Gerüste der Nanostrukturen auf den Wasserstoff erlauben es nanostrukturierte Materialien, nennenswerte H2-Speicherkapazitäten zu erreichen.

Die umfangreichen Berechnungen der Arbeitsgruppe wurden in den vergangenen Jahren unter anderem am damals schnellsten Supercomputer der Welt, dem "Earth Simulator" in Yokohama (Japan), durchgeführt. Nun bietet der neue Hochleistungsrechner am Zentrum für Informationsdienste und Hochleistungsrechnen der TU Dresden die Möglichkeit, die Simulationen kostengünstiger und zeitnah an der eigenen Universität durchzuführen. Die in der Arbeitsgruppe entwickelte Software nutzt die Vorzüge von Supercomputern mit global verfügbarem Speicher und ist somit optimal für den Einsatz im lokalen Rechenzentrum. Denn im Gegensatz zu den weltweit immer häufiger eingesetzten Computerclustern, die aus unabhängigen Einzelrechnern zusammengesetzt sind, ermöglicht er den gleichzeitigen Zugriff seiner Prozessoren auf den gemeinsamen immensen Hauptspeicher. Erste Tests auf der neuen Maschine zeigen, dass quantenmechanische Computersimulationen von immer komplexeren Systemen mit bis zu 100.000 Atomen unter Ausnutzung der mehr als 1.800 parallel arbeitenden Einzelrechner möglich sein werden. Die Arbeitsgruppe von Prof. Gotthard Seifert arbeiten gegenwärtig daran, ihre Methoden und Software an die Möglichkeiten des neuen Supercomputers anzupassen.

15 Mitarbeiter, darunter sieben Doktoranden, befassen sich in der Arbeitsgruppe mit verschiedenen neuen Speichermaterialien auf der Grundlage der Kryoadsorption. Aber auch für andere Projekte der Arbeitsgruppe, etwa die Entwicklung neuer Schmierstoffe auf der Basis von Nanostrukturen, neue Membranmaterialien für Brennstoffzellen oder Bauelemente der Nanoelektronik, wird der Hochleistungsrechner des ZIH genutzt werden.

Weitere Informationen: Prof. Dr. Gotthard Seifert, Technische Universität Dresden, Fachrichtung Chemie, Physikalische Chemie, Tel. 0351 463-37637, Gotthard.Seifert@chemie.tu-dresden.de

Kim-Astrid Magister | idw
Weitere Informationen:
http://www.tu-dresden.de/

Weitere Berichte zu: Nanostruktur Simulation Supercomputer Wasserstoff

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Das Geheimnis der Sojabohne: Mainzer Forscher untersuchen Ölkörperchen in Sojabohnen
20.06.2018 | Max-Planck-Institut für Polymerforschung

nachricht Schlüsselmolekül des Alterns entdeckt
20.06.2018 | Deutsches Krebsforschungszentrum

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

Die moderne medizinische Bildgebung und neue spektroskopische Verfahren benötigen faserbasierte Lichtquellen, die breitbandiges Laserlicht im nahen und mittleren Infrarotbereich erzeugen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) zeigen in einer aktuellen Veröffentlichung im renommierten Fachblatt Optica, dass sie die optischen Eigenschaften flüssigkeitsgefüllter Fasern und damit die Bandbreite des Laserlichts gezielt über die Umgebungstemperatur steuern können.

Das Besondere an den untersuchten Fasern ist ihr Kern. Er ist mit Kohlenstoffdisulfid gefüllt - einer flüssigen chemischen Verbindung mit hoher optischer...

Im Focus: Temperature-controlled fiber-optic light source with liquid core

In a recent publication in the renowned journal Optica, scientists of Leibniz-Institute of Photonic Technology (Leibniz IPHT) in Jena showed that they can accurately control the optical properties of liquid-core fiber lasers and therefore their spectral band width by temperature and pressure tuning.

Already last year, the researchers provided experimental proof of a new dynamic of hybrid solitons– temporally and spectrally stationary light waves resulting...

Im Focus: Revolution der Rohre

Forscher*innen des Instituts für Sensor- und Aktortechnik (ISAT) der Hochschule Coburg lassen Rohrleitungen, Schläuchen oder Behältern in Zukunft regelrecht Ohren wachsen. Sie entwickelten ein innovatives akustisches Messverfahren, um Ablagerungen in Rohren frühzeitig zu erkennen.

Rückstände in Abflussleitungen führen meist zu unerfreulichen Folgen. Ein besonderes Gefährdungspotential birgt der Biofilm – eine Schleimschicht, in der...

Im Focus: Überdosis Calcium

Nanokristalle beeinflussen die Differenzierung von Stammzellen während der Knochenbildung

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universitäten Freiburg und Basel haben einen Hauptschalter für die Regeneration von Knochengewebe identifiziert....

Im Focus: Overdosing on Calcium

Nano crystals impact stem cell fate during bone formation

Scientists from the University of Freiburg and the University of Basel identified a master regulator for bone regeneration. Prasad Shastri, Professor of...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen im August 2018

20.06.2018 | Veranstaltungen

Hengstberger-Symposium zur Sternentstehung

19.06.2018 | Veranstaltungen

LymphomKompetenz KOMPAKT: Neues vom EHA2018

19.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen im August 2018

20.06.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Breitbandservices von DNS:NET erweitert

20.06.2018 | Unternehmensmeldung

Mit Parasiten infizierte Stichlinge beeinflussen Verhalten gesunder Artgenossen

20.06.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics