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Wasserstoff-
überraschung The interdisciplinary team had come
to Adlershof to analyse the XPS find-
ings returned by the synchrotron radi-
ation facility BESSY for the purpose of
understanding how certain catalysts
am BESSY for high temperature electrolytic cells
support the splitting of water (H2O)
into oxygen (O2) and hydrogen (H2).
Here, they were predominantly inter-
ested in a material for electrodes, so
called mixed conductive perovskites,
Elektrolyse gilt als Schlüsseltechnologie der Energiewende. Durch in this case composed of oxygen, lan-
sie lässt sich Wasser in Sauer- und Wasserstoff aufspalten. Damit thanum, strontium, and iron. The
werden Wind- und Solarstrom speicherbar. Forscherteams in aller BESSY experiments conducted by the
Welt suchen nach Möglichkeiten, um die Elektrolyse effizienter zu team involved the real time spectro-
gestalten. Ein Team aus Österreich hat am Synchrotron BESSY in scopic analysis of the electrolytic pro-
cess on perovskite electrodes prepared
Adlershof eine aufsehenerregende Entdeckung gemacht. in Vienna.
E in knappes Jahr ist es nun vorbereitete Perowskit-Elektroden in “We actually wanted to understand
her. Alexander Opitz, der als promo- Echtzeit beim Elektrolyse-Prozess more exactly the effects of polarisa-
tion on the perovskite surface bonds,”
vierter Elektrochemiker an der Tech- spektroskopisch untersucht. Christoph Rameshan, Alexander Opitz und reported Opitz – the typical questions
nischen Universität Wien forscht, Andreas Nenning (v.l.n.r.) von der Technischen of basic research. But then a new peak
erinnert sich noch ganz genau an „Uns ging es darum, den Einfluss der Universität Wien Hydrogen surprise
Christoph Rameshan, Alexander Opitz
die Woche in Berlin. „Wir haben im Polarisation auf die Bindungen an and Andreas Nenning (l. to r.) from the Vienna occurred in the spectrum of cathodic
BESSY im Zweischichtbetrieb rund der Perowskit-Oberfläche genauer zu University of Technology polarisation. Klötzer knew immediate-
um die Uhr unsere Experimente verstehen“, berichtet Opitz – typische ly that iron had a hand in it.
durchgeführt“, berichtet er. Zu Fünft Fragen der Grundlagenforschung. at BESSY Under voltage, the perovskite “exuded”
waren sie aus Wien und Innsbruck Plötzlich jedoch tauchte unter katho- Hochtemperatur-Elektrolysezellen in metal, and reabsorbed it when the
angereist: je ein Elektrochemiker discher Polarisation im Spektrum Frage käme. Das Potenzial der überra- voltage was switched off. What makes
und ein Spezialist für Röntgenpho- ein neuer Peak auf. Klötzer erkannte schenden Entdeckung lässt sich wohl this so special, though: when the met-
toelektronenspektroskopie (XPS) für sofort: Hier war Eisen im Spiel! nur heben, wenn sie auch an stabileren Electrolysis is regarded as the key technology for the energy al reached the surface of the electrode,
Tag- und Nachtschicht. „Professor Elektroden-Materialien auftritt. „Noch transition. Wind and solar power can then be stored when
Bernhard Klötzer aus Innsbruck hat Jeweils unter Spannung „schwitzte“ sind wir weit von einer Kommerziali- electrolysis uses this to split water molecules into oxygen and the electrolysis picked up speed, and
den Informationsfluss als Bindeglied der Perowskit das Metall aus und sierung entfernt“, räumt Opitz ein. the quantity of generated hydrogen
rose dramatically.
aufrecht erhalten“, sagt Opitz, „er war nahm es wieder auf, sobald keine hydrogen. Research teams all over the world are seeking ways to
es, der im Spektrum auf Anhieb gese- Spannung mehr anlag. Das Besondere: Neben den alternativen Materialien raise the efficiency of electrolysis. One team from Vienna and “We were the first team to observe this
hen hat, dass da etwas völlig anders Mit Austreten des Metalls an die wollen die Österreicher bei ihren Innsbruck have made an exciting discovery at the synchrotron effect in situ – and that completely
läuft, als wir es erwartet hatten.“ Elektroden-Oberfläche nahm die Elek- nächsten Messungen am BESSY „auf facility BESSY in Adlershof. unexpectedly,” stated Opitz overjoyed.
trolyse Fahrt auf. Die Menge des er- den zuletzt eingesetzten Elektroden
Das Team war nach Adlershof gekom- zeugten Wasserstoffs stieg rasant. Kohlenstoff-Chemie ins Spiel bringen“, Although it was a known fact that
men, um anhand von XPS-Analysen so Opitz. Sollte es gelingen, Wasser I metal particles can grow on the surface
(sie beschreibt die chemische Ana- „Wir haben diesen Effekt als erstes und Kohlendioxid (CO2) in der effizi- t was scarcely a year ago, but trochemist and one XPS (X-ray photo- of perovskites, their positive effects
lyse eines Materials) in der Synchro- Team in-situ beobachten können – und enten Elektrolyse gemeinsam zu pro- Alexander Opitz, Doctor of Electro- electron spectroscopy) specialist each on electrocatalysis were something
tronstrahlungsquelle BESSY festzu- das völlig ungeplant“, freut sich Opitz. zessieren, ließe sich die Erzeugung von chemistry and researcher at the Vien- for the day and night shift, and the new. The Austrians have now applied
stellen, wie bestimmte Katalysatoren Zwar war schon vorher bekannt, dass Synthesegas (Wasserstoff und Koh- na University of Technology, still recalls Innsbruck professor Bernhard Klötzer for a further measurement session at
für Hochtemperatur- Elektrolysezel- auf der Oberfläche von Perowskiten lenmonoxid) oder bei herabgesetzten every detail of that week in Berlin. “We linking them all. “He maintained the BESSY to transfer their observations
len die Spaltung von Wasser (H2O) metallische Partikel wachsen können. Temperaturen auch von Methan (CH4) conducted our BESSY experiments in flow of information,” said Opitz, “and to related materials. They admit that
in Sauerstoff (O2) und Wasserstoff Doch der positive elektrokatalytische auf eine ganz neue Basis stellen. Noch two-shift work around the clock,” he he saw immediately in the spectrum the perovskite they use is too unstable
(H2) unterstützen. Das Interesse der Einfluss war neu. Die Österreicher ha- ist das Zukunftsmusik. Doch schon die reported. The team then consisted that there was something completely and its conductivity is inadequate for
Österreicher galt dabei vor allem ben nun eine weitere Messkampagne Ideen zeigen, dass die Österreicher am only of five who had travelled from different from what we had been large scale use in the cathodes of high
einem Material für Elektroden. Es am BESSY beantragt, um ihre Beobach- BESSY eine Entdeckung mit viel Poten- Vienna and Innsbruck, with one elec- expecting.” temperature electrolytic cells.
handelt sich dabei um sogenannte tung auf verwandte Materialien zu zial gemacht haben. Je effektiver die
gemischtleitende Perowskite; in die- übertragen. Denn der eingesetzte Umwandlung, desto geringer werden
sem Fall aus Sauerstoff, Lanthan, Perwoskit ist zu instabil und zu we- künftig die Verluste beim Speichern
Strontium und Eisen. Bei den Versu- nig leitfähig, als dass er im großtech- von Wind- und Solarstrom sein. pt
chen am BESSY hat das Team in Wien nischen Einsatz für die Kathoden von
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überraschung The interdisciplinary team had come
to Adlershof to analyse the XPS find-
ings returned by the synchrotron radi-
ation facility BESSY for the purpose of
understanding how certain catalysts
am BESSY for high temperature electrolytic cells
support the splitting of water (H2O)
into oxygen (O2) and hydrogen (H2).
Here, they were predominantly inter-
ested in a material for electrodes, so
called mixed conductive perovskites,
Elektrolyse gilt als Schlüsseltechnologie der Energiewende. Durch in this case composed of oxygen, lan-
sie lässt sich Wasser in Sauer- und Wasserstoff aufspalten. Damit thanum, strontium, and iron. The
werden Wind- und Solarstrom speicherbar. Forscherteams in aller BESSY experiments conducted by the
Welt suchen nach Möglichkeiten, um die Elektrolyse effizienter zu team involved the real time spectro-
gestalten. Ein Team aus Österreich hat am Synchrotron BESSY in scopic analysis of the electrolytic pro-
cess on perovskite electrodes prepared
Adlershof eine aufsehenerregende Entdeckung gemacht. in Vienna.
E in knappes Jahr ist es nun vorbereitete Perowskit-Elektroden in “We actually wanted to understand
her. Alexander Opitz, der als promo- Echtzeit beim Elektrolyse-Prozess more exactly the effects of polarisa-
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Christoph Rameshan, Alexander Opitz
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BESSY im Zweischichtbetrieb rund der Perowskit-Oberfläche genauer zu University of Technology polarisation. Klötzer knew immediate-
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und ein Spezialist für Röntgenpho- ein neuer Peak auf. Klötzer erkannte schenden Entdeckung lässt sich wohl this so special, though: when the met-
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Tag- und Nachtschicht. „Professor Elektroden-Materialien auftritt. „Noch transition. Wind and solar power can then be stored when
Bernhard Klötzer aus Innsbruck hat Jeweils unter Spannung „schwitzte“ sind wir weit von einer Kommerziali- electrolysis uses this to split water molecules into oxygen and the electrolysis picked up speed, and
den Informationsfluss als Bindeglied der Perowskit das Metall aus und sierung entfernt“, räumt Opitz ein. the quantity of generated hydrogen
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aufrecht erhalten“, sagt Opitz, „er war nahm es wieder auf, sobald keine hydrogen. Research teams all over the world are seeking ways to
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Das Team war nach Adlershof gekom- zeugten Wasserstoffs stieg rasant. Kohlenstoff-Chemie ins Spiel bringen“, Although it was a known fact that
men, um anhand von XPS-Analysen so Opitz. Sollte es gelingen, Wasser I metal particles can grow on the surface
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lyse eines Materials) in der Synchro- Team in-situ beobachten können – und enten Elektrolyse gemeinsam zu pro- Alexander Opitz, Doctor of Electro- electron spectroscopy) specialist each on electrocatalysis were something
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für Hochtemperatur- Elektrolysezel- auf der Oberfläche von Perowskiten lenmonoxid) oder bei herabgesetzten every detail of that week in Berlin. “We linking them all. “He maintained the BESSY to transfer their observations
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in Sauerstoff (O2) und Wasserstoff Doch der positive elektrokatalytische auf eine ganz neue Basis stellen. Noch two-shift work around the clock,” he he saw immediately in the spectrum the perovskite they use is too unstable
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Österreicher galt dabei vor allem ben nun eine weitere Messkampagne Ideen zeigen, dass die Österreicher am only of five who had travelled from different from what we had been large scale use in the cathodes of high
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gemischtleitende Perowskite; in die- übertragen. Denn der eingesetzte Umwandlung, desto geringer werden
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