• Die 1963 gegründete Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung ist eine private Stiftung des bürgerlichen Rechts zur Förderung der Forschung und Ausbildung auf dem Gebiet der Naturwissenschaften.

  • Seminar im „WE-Heraeus-Hörsaal“ des Physikzentrums Bad Honnef. Die Reihe „WE-Heraeus-Seminare“ ist das Flaggschiff im Förderprogramm der Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung.

  • Die Stiftung fördert Lehrerfortbildungen zur Teilchenphysik, Quantenphysik oder Astronomie, die z.B. am XLAB in Göttingen durchgeführt werden.

  • Schüler-Observatorium auf dem Dach eines Gymnasiums: An 6 identischen Teleskopen kann eine komplette Klasse Sterne und die Sonne beobachten. Ein Beitrag der Stiftung zum modernen Physikunterricht.

  • Die Stiftung initiiert und finanziert Buchproduktionen zur Verbreitung von Faktenwissen über gesellschaftlich bedeutende Themen (für SchülerInnen) sowie zur Ausbildung von LehrerInnen.

562. WE-Heraeus-Seminar

From Sunlight to Fuels - Novel Materials and Processes for Photovoltaic and (Photo)Catalytic Applications

Die wissenschaftlichen Errungenschaften im Umfeld der Photovoltaik (PV) haben im letzten Jahrzehnt wesentlich dazu beigetragen, den Anteil der Erneuerbaren Energien an der Stromerzeugung zu steigern. Damit die Transformation zu einem nachhaltigen Energieversorgungssystem gelingt, sind weiterhin intensive Forschungsanstrengungen zur Effizienzsteigerung und den Einsatz von verfügbaren Rohstoffen in der PV notwendig, es gilt aber insbesondere neue Technologien zur Energiespeicherung zu schaffen. Die Energiespeicherung über (photo)katalytisch induzierte Wasserspaltung bietet hier große Chancen. Ziel des Seminars, das vom 11. - 16. Mai 2014 im Physikzentrum Bad Honnef stattfand war es, Experten beider Forschungsbereiche zusammenzubringen und gemeinsam über neue Wege in der Materialforschung zu diskutieren.

Die von Eberhard Umbach und Wolfgang Eberhardt gehaltenen Keynote-Vorträge hatten die „Energiewende“ mit der Vision einer nachhaltigen zukünftigen Energieversorgung zum Thema. Beide betonten die wichtige Rolle der Grundlagenforschung für den langfristigen Erfolg der Energiewende und sorgten so für einen exzellenten und hoch-motivierenden Einstieg in die Veranstaltung.

Im Mittelpunkt des Seminars stand eine Vielzahl von hochaktuellen Themen, welche von neuen Materialien und optischen Konzepten für PV-Anwendungen (z.B. hybride Solarzellen, Nanophotonik) bis hin zu Materialien für katalytische bzw. (Photo)Elektrochemische Anwendungen reichten. Forscher von sechs internationalen Synchrotronstrahlungsquellen stellten in ihren Vorträgen Ergebnisse von Messungen an Materialien unter Reaktionsbedingungen vor. Insbesondere die Anwendung der NAP-XPS (near ambient pressure X-ray photoelectron spectroscopy) bildete einen Schwerpunkt. Die elektrochemische Wasserspaltung wird von vielen der vertretenen Forschergruppen intensiv untersucht und stellt auch eine Verbindung der beiden Forschungsfelder solare Brennstofferzeugung und PV dar: Die elektrische Energie, die mit Solarzellen gewonnen wird, kann in einem monolithischen Bauelement genutzt werden, um den elektrochemischen Prozess der Wasserspaltung zu ermöglichen. Photokatalytisch aktive Materialien erlauben es somit, die Erzeugung von elektrischer Energie mit der katalytischen Wasserspaltung zu vereinigen. Ein Dreh- und Angelpunkt der Diskussion war das neue Energy Materials In situ Laboratory Berlin (EMIL), welches derzeit am Elektronenspeicherring BESSY II in Berlin vom Helmholtz-Zentrums Berlin für Materialien und Energie und den Max-Planck-Instituten für Chemische Energiekonversion (Mülheim) und dem Fritz-Haber-Institut (Berlin) aufgebaut wird und ab 2016 einer breiten Nutzerschaft aus den genannten Forschungsbereichen zu Verfügung steht. Die Strahlrohre, die in den EMIL-Laborräumen enden, stellen Röntgenstrahlung im Energiebereich von 80 eV- 10 keV zur Verfügung. Mithilfe dieser Strahlung werden sowohl Elektrodenmaterialien unter elektrochemischen Reaktionsbedingungen (MPG) als auch die elektronischen Eigenschaften von Solarzellenmaterialien spektroskopiert (HZB). In einer „Breakout Session“ konnten sich die Teilnehmer über die Experimentiermöglichkeiten des künftigen Labors informieren und Anregungen in Bezug auf Ausstattung und Organisation des Messbetriebes geben.

 

Wir möchten diese Gelegenheit nutzen und uns auch im Namen aller 77 Teilnehmer ganz herzlich bei der Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung für die finanzielle und logistische Unterstützung und die angenehme Atmosphäre bedanken. Insbesondere aber danken wir Frau Nowotka für ihre effektive und geduldige Hilfe bei der Vorbereitung und Durchführung des Seminars. Dem Heraeus-Team ist es gelungen, ideale Bedingungen zu schaffen für die Vorträge, aber auch für die vielen Diskussionen in den Kaffeepausen, während der Mahlzeiten und am Abend im Lichtenberg-Keller. Wir erhielten von allen Teilnehmern ein begeistertes Feedback.