Energie

Mit PETRA IV lassen sich maßgeschneiderte Materialien für technologische Innovationen entwickeln – und damit wichtige Bausteine für die Energiewende und den Umweltschutz.

Die Röntgenstrahlen von PETRA IV machen sichtbar, wie sich die Nanostrukturen in Batterien während des Betriebs ändern. So entstehen mit der Zeit an den Elektroden kleinste metallische Ablagerungen. Diese Dendriten können wachsen und zu Defekten führen. An PETRA IV lassen sich solche Details untersuchen und dafür nutzen, funktionale Materialien für bessere Batterien zu entwickeln.

Visualisierung im Nanobereich: Kristalline Formen markieren die Materialveränderung einer Batterie. — Neue Energiekonzepte: Nanokontrolle für innovative Batterien. Die Röntgenstrahlen von PETRA IV machen sichtbar, wie sich die Nanostrukturen in Batterien während des Betriebs ändern. Es entstehen mit der Zeit im Inneren der Batterie kleinste metallische Ablagerungen. Diese können wachsen und zu Defekten führen. Mit PETRA IV lassen sich solche Details erkennen. Bild: DESY, Lucid Berlin

Licht für kontrastreiche Bilder

Das brillante Röntgenlicht durchdringt die Materie und macht den Reibungsprozess an der Kontaktfläche zwischen zwei Materialien sichtbar.
An PETRA III können Abriebexperimente heute schon geplant und getestet werden. Doch erst PETRA IV wird den Röntgenstrahl so fein fokussieren, dass auch kleinste Partikel unterscheidbar werden.
Im Röntgenlicht erzeugen Teilchen charakteristische Streuungsmuster. Die hohe Kohärenz von PETRA IV garantiert den notwendigen hohen Bildkontrast, um auch die kleinsten, potenziell gefährlichsten Partikel zeitaufgelöst zu detektieren.

Solarzelle und Nanomaterialien

Maßgeschneiderte Materialien können nicht nur als mögliche verschleißfreie Maschinenbasis dienen, sondern auch wichtige Bausteine der Energiewende oder im Umweltschutz sein. Erkenntnisse aus der Forschung mit Röntgenlicht helfen, künstliche Blätter oder einen Nanoschwamm zu entwickeln – zum Beispiel hauchdünne Solarzellen und Strom produzierende Schichten.