EU-For­schungs­rat ver­gibt ERC-Grants an For­sche­rin­nen von Aka­de­mie der Wis­sen­schaf­ten und TU Wien. Andrea Bach­maier wird für Leis­tun­gen im Gebiet der Nano­kom­po­sit-Magnete prä­miert und Chris­toph Rames­han für Katalysatorprojekt.

Der Euro­päi­sche For­schungs­rat (Euro­pean Rese­arch Coun­cil, ERC) hat soeben zwei der begehr­ten Proof of Con­cept Grants an For­sche­rIn­nen in Öster­reich ver­ge­ben. Andrea Bach­maier vom Erich-Schmid-Insti­tut für Mate­ri­al­wis­sen­schaft der Öster­rei­chi­schen Aka­de­mie der Wis­sen­schaf­ten (ÖAW) erhält einen Grant für ihre her­aus­ra­gen­den For­schungs­leis­tun­gen auf dem Gebiet der Nano­kom­po­sit-Magnete und Chris­toph Rames­han vom Insti­tut für Mate­ri­al­che­mie der TU Wien für seine Arbei­ten mit soge­nann­ten Perow­ski­ten, wel­che für die Eigen­schaf­ten von Kata­ly­sa­to­ren rele­vant sind.

Von Grund­la­gen­for­schung zu indus­trie­ori­en­tier­ten Anwendungen
Rames­han wurde bereits 2017 mit einem ERC-Start­ing-Grant aus­ge­zeich­net, nun erhält er auf Basis sei­ner viel­ver­spre­chen­den Wei­ter­ent­wick­lun­gen auch noch einen ERC Proof of Con­cept Grant. Das ist eine Art Spe­zi­al­för­de­rung, mit der die Ergeb­nisse aus der Grund­la­gen­for­schung nun zu einem kon­kre­ten, indus­trie­taug­li­chen Anwen­dungs­kon­zept wei­ter­ent­wi­ckelt wer­den sollen.

Bei Andrea Bach­maier soll der mit 150.000 Euro dotierte För­der­preis ermög­li­chen, das Poten­tial der Ver­wen­dung von Nano­kom­po­sit-Magne­ten sowie deren Her­stel­lung wei­ter aus­zu­schöp­fen. Die For­schungs­ar­beit basiert auf dem ERC Grant-Pro­jekt „SPD nanos­truc­tu­red magnets with tuneable pro­per­ties“ (SPD­TuM), wo Bach­maier die Fabri­ka­tion von Nano­kom­po­sit-Magne­ten durch die inno­va­tive Methode der Hoch­ver­for­mung untersucht. 

Spit­zen­po­si­tion für Aka­de­mie der Wis­sen­schaf­ten bei ERC-Grants
Hart­ma­gne­ti­sche Werk­stoffe spie­len eine Schlüs­sel­rolle bei erneu­er­ba­ren Ener­gien, etwa für Elek­tro­mo­to­ren und Wind­rä­der. Der Haupt­be­stand­teil die­ser Werk­stoffe sind jedoch Sel­ten­erd­me­talle und somit „kri­ti­sche Roh­stoffe“. Hier stel­len Nano­kom­po­sit-Magnete nun eine Alter­na­tive dar. Ihre magne­ti­schen Bestand­teile ermög­li­chen einen noch höhe­ren Wider­stand gegen eine Ent­ma­gne­ti­sie­rung. Bach­maier ver­wen­det die im ERC-Pro­jekt SPD­TuM ent­wi­ckelte Methode, um Nano­kom­po­sit-Magnete ohne Sel­ten­erd­me­talle herzustellen. 

Ziel ist eine erhöhte Effi­zi­enz die­ser Magnete und ein redu­zier­ter Res­sour­cen­ver­brauch für ihre Her­stel­lung. Mit die­sem wei­te­ren ERC-Grant erhöht sich die Anzahl der seit 2007 an ÖAW-For­sche­rIn­nen ver­ge­be­nen Preise auf 62 ERC-Grants und 6 Proof of Con­cept Grants, so die OeAW in einer Aus­sendung. Den Anga­ben zufolge holte die ÖAW in Summe mehr als 100 Mil­lio­nen Euro an ERC-För­de­run­gen nach Öster­reich. Sie zählt bei der Zuer­ken­nung der euro­päi­schen For­schungs­för­der­preise zu Öster­reichs erfolg­reichs­ten Einrichtungen.

Die che­mi­schen Reak­tio­nen bei Katalysatoren
Im Pro­jekt von Chris­toph Rames­han geht es um Kata­ly­sa­to­ren, die beson­ders in kli­ma­re­le­van­ten Berei­chen rele­vant sind, von der CO2-Abschei­dung bis hin zu Brenn­stoff­zel­len. Spe­zi­ell forscht Rames­han an Perow­skit-Kris­tal­len, die sich her­vor­ra­gend für die Kata­lyse eig­nen. Dabei wer­den win­zige Nano­par­ti­kel ver­an­kert, die dann bei ver­schie­de­nen che­mi­schen Reak­tio­nen als Kata­ly­sa­tor die­nen. Wie gut diese Nano­par­ti­kel-besetz­ten Kris­tall­ober­flä­chen funk­tio­nie­ren, hängt aller­dings von der Mikro­struk­tur der Ober­flä­che ab, etwa von der Größe der Par­ti­kel, von ihrer räum­li­chen Ver­tei­lung, oder auch von der Art, wie sie an der Ober­flä­che ver­an­kert sind.

In den letz­ten Jah­ren gelang es Rames­han an der TU Wien, diese Eigen­schaf­ten wäh­rend der Her­stel­lung des Kata­ly­sa­tors gezielt zu beein­flus­sen. „Wir haben genau unter­sucht, wie sich unter­schied­li­che Para­me­ter auf das End­ergeb­nis aus­wir­ken, von der Zusam­men­set­zung des umge­ben­den Gases bis hin zur elek­tri­schen Span­nung, die an die Kris­tall­ober­flä­che ange­legt wird“, so Rames­han. „Dadurch kann man nun genau steu­ern, wel­che Eigen­schaf­ten der Kata­ly­sa­tor haben soll.“

Das Inter­esse der Industrie
Indus­trie­part­ner sol­len breits Inter­esse zei­gen, bis zur indus­tri­el­len Umset­zung brau­che es aber noch einige Schritte. „Zunächst soll­ten wir die aktive Ober­flä­che der Kata­ly­sa­to­ren ver­grö­ßern. Ein ein­zi­ges Gramm des Kata­ly­sa­tors soll eine Ober­flä­che von hun­dert Qua­drat­me­tern haben, um eine mög­lichst hohe Reak­ti­vi­tät zu ermög­li­chen“, erklärt der For­scher. Gelin­gen soll das mit Hilfe des ERC-Proof-of-Con­cept-Grants und einer neuen Syn­the­se­me­thode, wo das Aus­gangs­ma­te­rial in einer hei­ßen Flamme zer­stäubt und oxi­diert wird. Dabei ent­ste­hen viele kleine Nano­par­ti­kel mit extrem gro­ßer Gesamtoberfläche.

Danach muss das Mate­rial in eine Form gebracht wer­den, in der man es in einem indus­tri­el­len Reak­tor ein­set­zen kann. „Das sind nor­ma­ler­weise Pel­lets, ähn­lich den bekann­ten Heiz-Pel­lets“, sagt Chris­toph Rames­han. „Hier müs­sen wir aber noch Inno­va­tio­nen ent­wi­ckeln, denn diese Pel­lets sol­len einer­seits mecha­nisch sta­bil, ande­rer­seits aber doch porös genug sein, um eine hohe aktive Ober­flä­che auf­zu­wei­sen“, erläu­tert der ERC-Grant Preisträger.