Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Materialchemie für Energie- und Ressourcennutzung

07.09.2012
Festkörperchemie trifft sich in Darmstadt

Noch nie waren Festkörperchemiker so gefragt wie heute. Sie sollen Lösungen für zahlreiche Aufgabenstellungen finden, die mit der Energiewende verbunden sind. Ihr Wissen und ihre Fertigkeiten werden für die Entwicklung verbesserter Solarzellen oder die effizientere Speicherung elektrischer Energie benötigt.

Die Fachgruppe Festkörperchemie und Materialforschung der Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh) hat daher ihre Tagung unter den Titel „Materialchemie für Energie- und Ressourcennutzung“ gestellt und sehr renommierte Vortragende wie Susan Kauzlarich von der University of California, Davis, hierzu vom 17. bis 19. September nach Darmstadt eingeladen. Dieses Thema geht Viele an, wie auch die zahlreichen Unterstützer dieser Konferenz aus Universität und Wirtschaft zeigen. Die TU Darmstadt und ihr Energy Center, aber auch die Unternehmen BASF, DAW-Caperol, Merck, STOE, HEAG, Evonik und L.O.T. sowie die Deutsche Forschungsgemeinschaft und der Fonds der Chemischen Industrie zeigen ihr Engagement.

Der Starck-Promotionspreis für Festkörperchemie und Materialforschung geht an zwei Nachwuchswissenschaftler und einer der bekanntesten deutschen Wissenschaftler auf dem Gebiet der chemischen Energieforschung, Professor Dr. Ferdi Schüth, Direktor am Max-Planck-Institut für Kohlenforschung in Mülheim/Ruhr, wird mit dem Wilhelm-Klemm-Preis ausgezeichnet. Professor Dr. Armin Reller, Augsburg, spricht über die Kritikalität von Ressourcen für Zukunftstechnologien.

Das Organisationskomitee unter Leitung von Professor Dr. Barbara Albert, Festkörperchemikerin an der TU Darmstadt und derzeit auch GDCh-Präsidentin, hat sechs Plenarvortragende zu verschiedenen Arbeitsfeldern der chemischen Energieforschung gewinnen können. So befasst sich Professor Dr. Margret Wohlfahrt-Mehrens vom Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoffforschung, Ulm, mit neuen Materialien für die Lithium-Ionen-Batterien, um diese langlebiger, effizienter und sicherer zu machen. Neue Antriebskonzepte für Automobile erfordern dies ebenso wie die zwischenzeitliche Speicherung erneuerbarer Energien.

Seit im Jahr 1991 die Lithium-Technologie auf den Markt gelangte, wurden Verbesserungen an den Batteriesystemen vor allem durch Optimierung der Zellkomponenten und des Zellenaufbaus erreicht, weniger durch Änderungen der Chemie in den Zellen. Die Optimierung der Elektroden-Mikrostrukturen und der Packungsdichte der Zellkomponenten stößt nun an Grenzen. Nun ist die Chemie gefordert, wobei bei der Entwicklung neuer Materialien die Verfügbarkeit und Kosten der eingesetzten Rohstoffe sowie Umwelt- und Sicherheitsaspekte eine große Rolle spielen. Untersucht auf Tauglichkeit werden u.a. Lithiumoxide und phosphate, in deren Strukturen Metalle wie Nickel, Mangan, Cobalt, Aluminium, Eisen und Chrom enthalten sind. Zusammensetzung und Struktur sind vielfältig variierbar. Ein Durchbruch in der Forschung wäre schon bald denkbar.

Die Forschung an neuen Materialien für Batterien, Brennstoffzellen oder Superkondensatoren bedarf herausragender analytischer Methoden, um die chemischen Abläufe in Elektroden und Elektrolyten sowie an deren Grenzschichten zu ermitteln. Es muss während des Betriebs in Echtzeit gemessen werden können. Professor Dr. Clare P. Grey, Cambridge (Großbritannien) und Stony Brook (USA), wendet dazu neue Methoden der Magnetischen Resonanzspektroskopie (NMR) und Magnetischer Resonanz-Bildgebungsverfahren (MRI) an. Sie stellt die Ergebnisse ihrer Forschung zu Struktur und Dynamik in Lithium-Ionen- und Lithium-Luft-Batterien vor, u.a. zu Prozessen, die während sehr schneller Lade- und Entladevorgängen ablaufen, und zu Strukturveränderungen an den Elektroden.

Am Department für Chemie der University of California in Davis arbeitet Professor Dr. Susan M. Kauzlarich daran, Strukturen von Thermoelektrika zu untersuchen und deren Eigenschaften zu verbessern, also die Nutzung von Abwärme zur Erzeugung von elektrischen Strom noch effizienter zu gestalten. Ein vielversprechendes Ausgangsmaterial besteht aus Ytterbium, Mangan und Antimon, das so genannte Zintl-Phasen ausbildet, benannt nach dem Darmstädter Chemiker Eduard Zintl (1898-1941), Namensgeber auch für das Institut für Anorganische und Physikalische Chemie der TU Darmstadt. Kauzlarich untersucht, ob sich die Materialeigenschaften verbessern lassen, wenn man die drei vorgegebenen Elemente teilweise durch Cer oder Tellur substituiert.

Die weiteren Plenarvorträge behandeln neue Anwendungsgebiete für Ionische Flüssigkeiten – auch in der Elektrochemie – und die Photokatalyse, die Sonnenenergie direkt, d.h. ohne verlustreiche chemische oder elektrische Energiespeicherung, für chemische Prozesse nutzt. Über die „Kritikalität von Ressourcen für Zukunftstechnologien“ spricht Professor Dr. Armin Reller, Augsburg, der hier u.a. auf die Nutzung von Metallen für die Mikroelektronik eingeht. Seit 1990 sind mindestens 30 bis dahin nicht funktionalisierte Metalle in unterschiedlichste Wertschöpfungs- und Produktionsketten integriert worden.

Nachdem die GDCh im vergangenen Jahr Ferdi Schüth mit dem Wöhler-Preis für Nachhaltige Chemie ausgezeichnet hatte, hat sich auch die GDCh-Kommission für den Wilhelm-Klemm-Preis auf Schüth als würdigen Preisträger festgelegt. Schüth erhält den Preis „in Anerkennung seiner grundlegenden wie auch anwendungsorientierten Arbeiten zum Verständnis poröser Materialien und deren Nutzung in der heterogenen Katalyse, auf die er seine wichtigen Beiträge zur modernen Energieforschung aufgebaut hat“, so die Verleihungsurkunde. Schüth, der gebürtige Sauerländer, studierte in Münster Chemie, wandelte somit auf den Spuren des Münsteraner Professors Wilhelm Klemm, bereits dort forschte Schüth über katalytische Mechanismen. Als Postdoc in den USA entdeckte er sein Interesse für poröse Materialien. Seine Habilitation erfolgte 1995 an der Universität Mainz, noch im gleichen Jahr erhielt er einen Ruf an die Universität Frankfurt und drei Jahre später, mit nur 38 Jahren wurde er Direktor am Mülheimer MPI. Sein besonderes Augenmerk gilt der Suche nach neuen Katalysatorsystemen und den Bildungsmechanismen mikro-, meso- und nanoporöser Materialien. 1999 gründete er die Firma HTE, die heute 200 Beschäftigte hat und Weltmarktführer auf dem Gebiet der Katalyseforschung mit Hochdurchsatzmethoden ist. Schüths wissenschaftliche Interessen gelten seit einigen Jahren vor allem auch der aktuellen Energieforschung. Er sitzt dem Koordinierungskreis Chemische Energieforschung der deutschen Chemieorganisationen vor, der die beiden Positionspapiere „Energieversorgung der Zukunft – der Beitrag der Chemie“ herausgegeben hat.

Matthias Kellermeier, einer der beiden Starck-Promotionspreisträger, ist es in seiner Dissertation „Co-Mineralization of Alkaline-Earth Carbonates and Silica“ gelungen, mit einfachen anorganischen Komponenten höchst komplexe feste Materialien herzustellen. „So lieferte er wesentliche Beiträge zum Verständnis biomorpher Materialien und zeigte, dass aus „Sand“ und „Kalk“ sich spontan organisierende Strukturen wie Doppelhelices entstehen können“, heißt es in der Verleihungsurkunde. Kellermeiers Arbeiten beinhalten wichtige Beiträge zum Verständnis von Biomineralisationsprozessen und deren technischer Nutzung. Die zweite Starck-Promotionspreisträgerin, Saskia Stegmaier, wird für ihre Arbeit „Clusters and Networks of Tetrel Elements and Late d Block Metals in Ternary Intermetallic Phases with Alkali and Akaline Earth Metals“ ausgezeichnet. Damit hat sie in ihrer Dissertation im Bereich der ternären intermetallischen Phasen Neuland betreten. So konnte sie beispielsweise im System Kupfer-Zinn durch geschickt gewählte Synthesestrategien schalenförmige Cluster und doppelwandige Nanoröhren realisieren. Sie hat viel zum Verständnis der Art der chemischen Bindung in intermetallischen Phasen beigetragen und Anwendungen als Hochleistungskatalysatoren aufgezeigt.

Die Gesellschaft Deutscher Chemiker gehört mit über 30.000 Mitgliedern zu den größten chemiewissenschaftlichen Gesellschaften weltweit. Sie hat 28 Fachgruppen und Sektionen, darunter die Fachgruppe Festkörperchemie und Materialforschung mit über 800 Mitgliedern. Die Fachgruppe ist ein kompetentes Forum für Fragestellungen aus den anorganischen Materialwissenschaften in Forschung, Anwendung und Lehre.

Kontakt:
Dr. Renate Hoer
Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.
Öffentlichkeitsarbeit
Tel. +49 69 7917-493
Fax +49 69 7917-1493
Email: pr@gdch.de

Dr. Renate Hoer | GDCh
Weitere Informationen:
http://www.gdch.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Veranstaltungsnachrichten:

nachricht Ein Feuerwerk der chemischen Forschung
24.08.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht US-Spitzenforschung aus erster Hand: Karl Deisseroth spricht beim Neurologiekongress in Leipzig
24.08.2017 | Deutsche Gesellschaft für Neurologie e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Veranstaltungsnachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Platz 2 für Helikopter-Designstudie aus Stade - Carbontechnologie-Studenten der PFH erfolgreich

Bereits lange vor dem Studienabschluss haben vier Studenten des PFH Hansecampus Stade ihr ingenieurwissenschaftliches Können eindrucksvoll unter Beweis gestellt: Malte Blask, Hagen Hagens, Nick Neubert und Rouven Weg haben bei einem internationalen Wettbewerb der American Helicopter Society (AHS International) den zweiten Platz belegt. Ihre Aufgabe war es, eine Designstudie für ein helikopterähnliches Fluggerät zu entwickeln, das 24 Stunden an einem Punkt in der Luft fliegen kann.

Die vier Kommilitonen sind im Studiengang Verbundwerkstoffe/Composites am Hansecampus Stade der PFH Private Hochschule Göttingen eingeschrieben. Seit elf...

Im Focus: Wissenschaftler entdecken seltene Ordnung von Elektronen in einem supraleitenden Kristall

In einem Artikel der aktuellen Ausgabe des Forschungsmagazins „Nature“ berichten Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden von der Entdeckung eines seltenen Materiezustandes, bei dem sich die Elektronen in einem Kristall gemeinsam in einer Richtung bewegen. Diese Entdeckung berührt eine der offenen Fragestellungen im Bereich der Festkörperphysik: Was passiert, wenn sich Elektronen gemeinsam im Kollektiv verhalten, in sogenannten „stark korrelierten Elektronensystemen“, und wie „einigen sich“ die Elektronen auf ein gemeinsames Verhalten?

In den meisten Metallen beeinflussen sich Elektronen gegenseitig nur wenig und leiten Wärme und elektrischen Strom weitgehend unabhängig voneinander durch das...

Im Focus: Wie ein Bakterium von Methanol leben kann

Bei einem Bakterium, das Methanol als Nährstoff nutzen kann, identifizierten ETH-Forscher alle dafür benötigten Gene. Die Erkenntnis hilft, diesen Rohstoff für die Biotechnologie besser nutzbar zu machen.

Viele Chemiker erforschen derzeit, wie man aus den kleinen Kohlenstoffverbindungen Methan und Methanol grössere Moleküle herstellt. Denn Methan kommt auf der...

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Ein Feuerwerk der chemischen Forschung

24.08.2017 | Veranstaltungen

US-Spitzenforschung aus erster Hand: Karl Deisseroth spricht beim Neurologiekongress in Leipzig

24.08.2017 | Veranstaltungen

Die Zukunft des Leichtbaus: Mehr als nur Material einsparen

23.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eisberge: Mathematisches Modell berechnet Abbruch von Schelfeis

24.08.2017 | Geowissenschaften

Besseres Monitoring der Korallenriffe mit dem HyperDiver

24.08.2017 | Geowissenschaften

Rauch von kanadischen Waldbränden bis nach Europa transportiert

24.08.2017 | Geowissenschaften