Hybridsysteme

Profilbild Philipp Adelhelm
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Chemie

Physikalische Chemie der Materialien / Elektrochemie

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Expertise

Die Arbeitsgemeinschaft rund um Professor Adelhelm beschäftigt sich mit angewandter Materialforschung. Das zentrale Forschungsthema sind derzeit Materialien, welche für die Energiespeicherung in Batterien geeignet sind. Hier werden insbesondere Lithiumionen- bzw. Natriumionenbatterien, sowie alternative Zellkonzepte (Metall/Schwefel und Feststoffbatterien) untersucht. Ziel ist dabei immer eine explorative Forschung und die Aufklärung physikalisch-chemischer Zusammenhänge.

Wissenschaftliche Dienstleistungen
  • Materialsynthese: Kugelmühlen, Nasschemisches Labor, Öfen, Kalzinierung (Gramm-Skala)
  • Charakterisierungsmethoden: Pulverröntgendiffraktometer (P-XRD), Elektronenmikroskop mit Elementverteilung (SEM/EDS), Raman-Spektrometer, Infrarot-Spektrometer
  • Elektrochemie: mehrere Gloveboxen (Ar, N2), Präparation von Batteriezellen, Batterieteststände (Zyklisierer), Potentiostaen/Galvanostaten mit 2 und 3-Elektrodenanordnung, Impedanzspektroskopie, (in situ / operando) Spezialanalytik wie Dilatometrie oder Massenspektrometrie während des Zellbetriebs
Referenzen
  • Verschiedene BMBF-Verbundprojekte
  • direkte Kooperation mit Firmen (Messaufträge)

 

 

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Profilbild List-Kratochvil
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Physik

Experimentelle Physik (Hybride Bauelemente)

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Referenzunternehmen

Infineon Technologies Austria AG, Durst Phototechnik Digital Technology GmbH, Austria Technologie & Systemtechnik Aktiengesellschaft, ISOVOLTAIC AG, Sappi Europe

Expertise

Prof. List-Kratochvil und seine Arbeitsgruppe arbeiten an elektronischen und optoelektronischen hybriden Bauelementen (basierend auf hybriden Materialsystemen und organischen bzw. hybriden Halbleitern), additiven Ressourcen schonenden Abscheideverfahren (Tintenstrahldruck) und in-situ Nanostrukturierungs- und Synthesemethoden. Durch die Entwicklung und die Kombination von neuartigen elektroaktiven Materialien mit geeigneten Strukturierungs- und Prozessierungsmethoden werden Anwendungen im Bereich der Sensorik, Photovoltaik und Optoelektronik wissenschaftlich, technologisch und wirtschaftlich erschlossen. Basierend auf einem breiten Erfahrungsschatz, kann die AG Hybride Bauelemente, im Spannungsbogen von der Grundlagenforschung bis hin zur Produktentwicklung auf industrieller Ebene an nationalen Forschungsprojekten, im Rahmen von europäischen Förderprojekten und Programmen oder in der direkten Auftragsforschung mitwirken bzw. unterstützen.

Wissenschaftliche Dienstleistungen
  • Infrastruktur zur Herstellung und Charakterisierung von Dünnschichthalbleiterbauelementen (LEDs, Hybrid PV, Hybrid Transistoren, Sensoren)
  • Tintenstrahldruckverfahren zur strukturierten additiven Abscheidung von elektronischen und photonischen Funktionsmaterialien
  • Elektrische, optische und spektroskopische Verfahren zur elektronischen und photonischen Funktionsmaterialien
Referenzen
  • Infineon Technologies Austria AG - Villach, Österreich: gemeinsame Entwicklung von Tintenstrahldruckprozessen im Bereich der Halbleiterfertigung und RFID-Antennentechnologie
  • Durst Phototechnik Digital Technology GmbH - Lienz, Österreich: gemeinsame Entwicklung von Tintenstrahldruckprozessen im Bereich des Glasdrucks, Beratung beim Aufbau eines Forschungszentrums, Ausbildung von Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern
  • Austria Technologie & Systemtechnik Aktiengesellschaft – Leoben, Österreich: gemeinsame Entwicklung von Tintenstrahldruckprozessen im Bereich der Leiterplattenfertigung
  • ISOVOLTAIC AG – Lebring, Österreich: gemeinsame Entwicklung von Hybriden Photovoltaik Technologien
  • Sappi Europe, Österreich: gemeinsame Entwicklung von Beschichtungsverfahren und elektronischen Funktionalitäten in und auf Papier
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Profilbild Krutzik
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Physik

Experimentelle Physik / Optische Metrologie

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Expertise

Im Rahmen ihrer langjährigen wissenschaftlichen Tätigkeit haben sich Dr. Markus Krutzik und das Team von the.quantum.chapter in mehreren Forschungs- und Entwicklungsprojekten umfangreiche Kompetenzen in der Realisierung maßgeschneiderter Quantensensoren sowie entsprechender Subsysteme und Schlüsseltechnologien erarbeitet. Quantenoptische Sensoren inklusive optischer Uhren finden Anwendung in der hochgenauen inertialen Navigation, in der Gravi- und Gradiometrie oder für die präzise Synchronisation von Netzwerken. Sie sind daher zentral für die Navigation in einer Umgebung ohne Zugang zu GPS-Systemen, für die Geophysik, die Exploration von Bodenschätzen, die Überwachung des Klimawandels, sowie für Experimente zu fundamentalphysikalischen Fragestellungen. Im Fokus ihrer Arbeit stehen insbesondere kompakte Aufbauten für optische Spektroskopie, absolute Frequenzreferenzen, Untersuchungen ultra-kalter Atome und quantenbasierte Inertialsensoren. Hierfür wurden unter anderem Laser und optische Systeme zur Erzeugung und Manipulation von Licht sowie Software für Ansteuerung und Datenverwaltung realisiert. Die Apparaturen werden nicht nur im Labor eingesetzt, sondern anwendungsbezogen auch mobil im Feld und sogar im Weltraum; Teammitglieder haben bei den verschiedenen Einsatzszenarien mitgewirkt und den Betrieb langjährig betreut. Parallel zu Entwicklung und Betrieb von Quantensystemen aus Licht und Materie haben Dr. Krutzik und das Team in allen Phasen von Missions- und Systemdesign Expertise aufgebaut: von Missionsarchitektur und Anforderungsidentifikation über Integration und Qualifikation bis hin zu Ansteuerungskonzepten und Datenanalyse. Zusätzlich zur Humboldt-Universität zu Berlin ist Dr. Krutzik noch am Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik beschäftigt.

Wissenschaftliche Dienstleistungen
  • Methoden für Design, Entwicklung und Test von maßgeschneiderten Quantensensoren sowie entsprechender Subsysteme und Schlüsseltechnologien
  • Identifikation von kritischen Technologien und Aufbau von Prototypen
  • Workshops und Seminare
Auszeichnungen/Preise (transferrelvant)

Top 40 unter 40 des Wirtschaftsmagazin Capital

NASA Group Achievement Award

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Profilbild Schwalbe
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Chemie

Metallorganische Chemie und Photokatalyse

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Expertise

Dr. Schwalbe untersucht mit seiner Arbeitsgruppe die Aktivierung kleiner Moleküle an Metallkomplexen. Dabei stehen zum einen elektrokatalytische und zum anderen photokatalytische Untersuchungen im Vordergrund. Mit Hilfe erneuerbarer Energien, bevorzugt die direkte Nutzung von Sonnenlicht, sollen formal unreaktive Moleküle wie CO2, O2 oder H2O energieeffizient in Wertprodukte umgewandelt werden. Die Synthese der Metallkomplexe steht zwar im Vordergrund, aber nach der umfassenden chemischen, strukturellen und physikalischen Charakterisierung der Verbindungen werden insbesondere deren katalytische Eigenschaften untersucht. Ein Schwerpunkt seiner Arbeit liegt in der lichtgetriebenen Reduktion von CO2 zu CO oder HCO2H, wobei er den Einfluss verschiedener Parameter (wie z. B. den Wassergehalt des Lösungsmittels, der verwendete Photosensibilisator oder der Anregungswellenlänge) auf die Produktselektivität untersucht. Weiterhin wird die Entwicklung von Katalysatoren für die homogene sowie heterogene Wasseroxidation bzw. Sauerstoffreduktion verfolgt. Hierzu betrachtet Dr. Schwalbe einerseits die Fixierung von molekularen Systemen an Elektrodenoberflächen, andererseits die direkte Einbindung von monomeren Baueinheiten in polymere Netzwerke. Mit seiner Forschung trägt er zur Herstellung vielversprechender Katalysatorsysteme (und Farbstoffe) bei, welche dann z.B. in Brennstoffzellen oder Photoreaktoren eingesetzt werden können.

Wissenschaftliche Dienstleistungen
  • Geräte zur Charakterisierung von organischen und metallorganischen Verbindungen (u.a. NMR-Spektrometer, Maldi- und ESI-Massenspektrometer, UV/Vis- und Fluoreszenz-­Spektroskopie, Gaschromatographie und Röntgenkristallstrukturanalyse)
  • Techniken und Ausstattung für Arbeiten unter inerten Bedingungen (z.B. „Glovebox“-Technik)
  • Grundausstattung zur Bestimmung elektrochemischer Eigenschaften von molekularen Systemen
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