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Eine neue Generation von Lithium-Batterien rückt der industriellen Umsetzung näher
Lithiumionen-Batterien stellen heute eine der besten Technologien für elektrochemische Energiespeicherung dar. Sie weisen eine hohe Energiedichte bzw. spezifische Energie auf und eine genügend lange Lebensdauer für den Einsatz in Mikroelektronikgeräten und Autos. Der kommerzielle Aufstieg der Li-Ionen-Batterien in den letzten zwei Jahrzehnten ist eindrücklich. Doch Verbesserungen sind immer noch möglich, und daran arbeiten auch Forscher am Paul Scherrer Institut PSI. Gleichwohl ist das Potenzial der Li-Ionen-Batterie chemisch begrenzt: Eine noch höhere Energiedichte, kritisch vor allem für die Elektromobilität , wird nur durch den Einsatz anderer, neuer Batterietypen erreichbar sein.
Freie Bahn für den SwissFEL
Mit der Vorlage aller erforderlichen Bewilligungen fällt der Startschuss für den Bau des SwissFEL, der neuen Grossanlage des Paul Scherrer Instituts PSI.
Die grossen Unbekannten bei Eis und Schnee
Bei etwas so scheinbar Alltäglichem wie Eis und Schnee gibt es noch eine lange Liste unerforschter Phänomene. Thorsten Bartels-Rausch sucht Antworten auf die grossen offenen Fragen auf molekularer Ebene und hat soeben in der Fachzeitschrift Nature diese Fragen kommentiert.
PSI-Forscher untersuchen Wege zu einem nachhaltigen Schweizer Stromsystem
Mit der Energiestrategie 2050 des Bundes steht die Schweiz vor einem radikalen Umbau ihres Energiesystems. Besonders die Versorgung mit Strom stellt eine Herausforderung dar. Um herauszufinden, welche natürlichen Ressourcen und Technologien sich für diesen Wandel am besten eignen, haben Forscher des Paul Scherrer Instituts PSI ein Modell kreiert, mit dem sie sowohl langfristige Entwicklungen als auch saisonale und tageszeitliche Schwankungen des Strombedarfs unter die Lupe nehmen.
Alles im Fluss – Neue Einblicke in das Verhalten von Fluiden in porösem Gestein
Computertomografische Untersuchungen erlauben es erstmals, den Fluss von Öl und Wasser direkt im Gestein zu beobachten à in 3D und mit bisher unerreichter zeitlicher Auflösung. Der neue Ansatz und die daraus gewonnenen Informationen helfen besser zu verstehen, wie sich verschiedene Flüssigkeiten gegenseitig in porösen Materialien verdrängen können.
Baurechtsvertrag unterzeichnet
Im Würenlinger Wald entsteht in unmittelbarer Nähe des Paul Scherrer Instituts PSI die neue Grossanlage SwissFEL. Heute wurde mit der Ortsbürgergemeinde Würenlingen der Baurechtsvertrag unterzeichnet.
Forschen am SwissFEL: Bausteine des Lebens durchschauen
Experimente am SwissFEL werden helfen, wesentliche Lebensprozesse zu verstehen. Sie werden zeigen, wie lebenswichtige Biomoleküle aufgebaut sind, deren Struktur mit heutigen Methoden nicht bestimmt werden kann. Und sie werden zeigen, wie sich die Form der Moleküle verändert. Die Erkenntnisse werden helfen, Krankheiten zu verstehen und Medikamente zu entwickeln.
Einblick in die Schaltzentralen der Zellkommunikation
Zahlreiche Prozesse in unserem Körper wie das Sehen, Riechen oder Schmecken werden durch eine wichtige Familie von Sensoren auf der Oberfläche von Zellen bewerkstelligt, die man G-Protein-gekoppelte Rezeptoren (GPCR) nennt. Forscher haben nun die bislang bekannten räumlichen Strukturen von GPC-Rezeptoren verglichen und ein stabilisierendes Gerüst von feinen Verstrebungen entdeckt, das charakteristisch ist für die Architektur der gesamten GPCR-Familie. Das Wissen um diese im Lauf der Evolution konservierten Baumerkmale kann für die Entwicklung neuer Medikamente von erheblichem Nutzen sein.
Vom Nadelloch zum plötzlichen Tod: Wie Brennstoffzellen altern
Forscher des Paul Scherrer Instituts PSI haben wertvolle Einblicke in einen der häufigsten Alterungsmechanismen der Kunststoffmembran in Wasserstoff-Brennstoffzellen erhalten. Die Robustheit dieser Membran ist für die Lebensdauer der Brennstoffzellen mitbestimmend. Die neuen Erkenntnisse könnten deshalb zu langlebigeren Zellen führen und somit eine der grössten Herausforderungen bei der Kommerzialisierung dieser sauberen Energiewandler aus dem Weg räumen.
Supraleiter überraschen mit verblüffenden Eigenschaften
Wissenschaftler des Paul Scherrer Instituts haben zusammen mit chinesischen und deutschen Forscherkollegen neue Erkenntnisse zu einer Klasse von Hochtemperatur-Supraleitern gewonnen. Die experimentellen Ergebnisse aus der Grundlagenforschung deuten darauf hin, dass magnetische Wechselwirkungen für das Phänomen der Hochtemperatur-Supraleitung von zentraler Bedeutung sind. Dieses Wissen könnte in Zukunft dazu beitragen, Supraleiter mit besseren technischen Eigenschaften zu entwickeln.
Joint Venture im Bereich Bioenergie und Ressourceneffizienz: PSI und FHNW gründen gemeinsames Institut
Anfangs 2013 erfolgte die Gründung des Instituts für Biomasse und Ressourceneffizienz durch die beiden Institutionen PSI und FHNW. Dieses Institut will schweizweit erstmalig die Ressourceneffizienz gleichzeitig von der Energie- und der Stoffseite angehen und damit einen wesentlichen Beitrag zur Energiestrategie 2050 des Bundes leisten. Der Fokus liegt auf der nachhaltigen Biomasse-Nutzung.
Gebündeltes Bau-Knowhow für den SwissFEL
Mit der ARGE EquiFEL Suisse hat ein Konsortium aus drei Schweizer Traditionsunternehmungen den Zuschlag als Totalunternehmer für die Errichtung des Gebäudes und der Bereitstellung der technischen Infrastruktur für den SwissFEL erhalten. Gestern Abend fand die Unterzeichnung des Totalunternehmer-Werkvertrags zwischen dem Paul Scherrer Institut PSI und der Arbeitsgemeinschaft statt.
Fluktuationen mit Röntgenmikroskop sichtbar gemacht
Mit Röntgenstrahlen kann die Nanostruktur von so unterschiedlichen Objekten untersucht werden, wie einzelne Zellen oder magnetische Datenträger. Hochauflösende Bilder sind jedoch nur möglich, wenn sowohl Mikroskop als auch das Untersuchungsobjekt extrem stabil sind. Forscher der TU München des PSI zeigten nun, wie man diese Bedingungen lockern kann, ohne die Bildqualität zu beeinträchtigen. Auch hochdynamische Systeme, wie z.B. magnetische Fluktuationen, die die Lebensdauer von Daten auf Festplatten einschränken, können mit der neuen Methodik untersucht werden.
Magnetisches Nanoschachbrett baut sich von selbst zusammen
Forscher des Paul Scherrer Instituts und des Indian Institute of Science Education and Research haben in einer Anordnung magnetischer Moleküle gezielt den Magnetismus in jedem zweiten Molekül abschalten können, so dass ein magnetisches Schachbrettmuster entstand. Darin konnten die Forscher gezielt den Quantenzustand eines Teils der Moleküle manipulieren. Die Möglichkeit, die Zustände einzelner Quantenobjekte gezielt zu verändern, ist eine wichtige Voraussetzung für die Entwicklung von Quantencomputern.
SwissFEL – die Anlage
Im SwissFEL werden Elektronen auf beinahe Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und dann auf eine Kurvenbahn geschickt - dabei erzeugen sie Röntgenlicht. Der SwissFEL besteht aus einer Elektronenkanone, die den Elektronenstrahl erzeugt, einem Beschleuniger und einem Undulator, in dem die Elektronen auf eine Wellenbahn gezwungen werden. Am Ende befinden sich die Messplätze, an denen das erzeugte Licht für Experimente genutzt wird.
Weiter Rätsel um das Proton
Ein internationales Forscherteam hat mittels Laserspektroskopie an exotischem Wasserstoff den unerwartet kleinen Wert für den Protonenradius bestätigt. Die Experimente wurden am PSI durchgeführt. Das PSI erzeugt als einziges Forschungszentrum weltweit ausreichend viele Myonen für die Herstellung der exotischen Wasserstoffatome aus Proton und Myon.
Feuer und Flamme
Gas- und Dampfkraftwerke (GuD-Kraftwerke), auch Kombikraftwerke genannt, gehören in vielen Ländern Europas zu den Optionen für eine sichere Energieversorgung. In der Energiestrategie 2050 des Bundes sind sie als möglicher Ersatz für die auslaufenden Kernkraftwerke genannt. Kombikraftwerke verwandeln Erdgas durch den kombinierten Einsatz von Gas- und Dampfturbinen mit einer sehr hohen Effizienz von 60 Prozent zu Strom. Zudem lassen sich diese Kraftwerke schnell hoch- und herunterfahren, sie eignen sich also bestens zum Auffangen von Produktionsschwankungen aus Wind- und Solarkraftwerken. Doch ihre CO2-Emissionen sind, wenn auch die tiefsten aller konventionellen Kraftwerke auf Basis fossiler Brennstoffe, immer noch beträchtlich. An einer Lösung arbeiten Forscher des Paul Scherrer Instituts im Rahmen eines europäischen Projektes.
Bereit zur Mondlandungsstimmung
Interview mit Thomas HuthwelkerDas Paul Scherrer Institut stellt Forschenden aus aller Welt seine Forschungsanlagen für ihre wissenschaftliche Arbeit zur Verfügung. Damit diese optimale Bedingungen antreffen treiben die PSI-Mitarbeitenden im Hintergrund beträchtlichen Aufwand. Ein Interview mit einem Forscher erlaubt einen Blick hinter die Kulissen. Das Interview stammt aus der neuesten Ausgabe des PSI-Magazins Fenster zur Forschung.
Vorteile des SwissFEL: warum Röntgenlicht?
Der SwissFEL wird sehr kurze und sehr intensive Blitze aus Röntgenlicht mit Lasereigenschaften erzeugen. Mit Röntgenlicht kann man dank seiner sehr kurzen Wellenlänge sehr feine Strukturen sehen und so zum Beispiel die detaillierte Anordnung der Atome in einem komplexen Molekül bestimmen.
Die Sonne geht auch für Zement auf
Zement hält die gebaute Welt zusammen. Das Bindemittel für Beton und andere Baustoffe ist, am globalen Produktionsvolumen gemessen, eines der weltweit wichtigsten Wirtschaftsgüter. Doch die Herstellung von Zement verbraucht enorme Mengen an Energie à und diese wird zum grossen Teil aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe gewonnen. Forscher des Paul Scherrer Instituts und des weltweit tätigen Schweizer Zementherstellers Holcim wollen dies ändern. Mit konzentrierter Sonnenenergie soll aus kohlenstoffreichen Abfällen hochwertiger und klimaschonender Brennstoff für die Zementöfen der Zukunft erzeugt werden.