Aus den eingereichten Arbeiten wurden die zwei besten von einer Fachjury prämiert und jeweils zwei der Co-Autor:innen ausgezeichnet. Der Forschungsschwerpunkt möchte damit die Netzwerke innerhalb der Universität stärken und insbesondere Nachwuchswissenschaftler:innen fördern.
Preisträger:innen
Christoph Thurner und Daniel Werner für ihre Arbeit: New Insights into the Hydrogen Evolution Mechanism near the Ni/YSZ Triple Phase Boundary during Steam Electrolysis: A Patterned Model Electrode Study.
Die Publikation entstand aus einer Zusammenarbeit der Arbeitsgruppen Batterietechnologien (Engelbert Portenkirchner) und Nanostrukturierte Modellkatalysatoren (Bernhard Klötzer und Simon Penner) des Instituts für Physikalische Chemie. Ziel war die Reaktionsschritte der Wasserstoffbildungsreaktion auf Festoxidelektrolysezellen zu untersuchen. Der Fokus lag dabei auf der elektrifizierten Grenzfläche zwischen Nickel und Yttrium stabilisiertem Zirkonoxid (YSZ) sowie auf der Frage, welcher Reaktionsschritt bei der Elektrolyse von Wasser zu Wasserstoff geschwindigkeitsbestimmend ist und durch welche Parameter er beeinflusst wird. Die Entschlüsselung des Mechanismus führte zu der unerwarteten Erkenntnis, dass der Elektrolyt einen maßgeblichen Beitrag zur Gesamtreaktion leistet, welcher von der Elektrodenstruktur abhängt. Diese neuen Einblicke waren nur durch die Kombination der Expertisen der beiden Arbeitsgruppen mit den Analysemethoden elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) sowie nahe-Umgebungsdruck-Röntgenphotoelektronenspektroskopie (NAP-XPS) möglich.
Die Ergebnisse leisten einen wesentlichen Beitrag zur Weiterentwicklung effizienter Elektrodenstrukturen für die Hochtemperaturelektrosynthese von Wasserstoff und sind damit besonders relevant im Rahmen von Strategien zur Eindämmung des Klimawandels und zur Optimierung von Energiespeichertechnologien.
Christina Tonauer und Christoph Kappacher für ihre Arbeit: Near-Infrared Spectroscopic Sensing of Hydrogen Order in Ice XIII
Die Arbeit ist eine Kooperation der Arbeitsgruppe Chemie und Physik von unterkühltem Wasser und Eis des Instituts für Physikalische Chemie (Thomas Lörting) und des Instituts für Analytische Chemie (Christian Huck). Im Labor wurden Hochdruckeisphasen synthetisiert und anschließend die verschiedenen Eisformen erstmals unter Kryo-Bedingungen (-196 °C) am Nahinfrarotspektrometer (NIR) vermessen.
Dadurch konnte eine langjährig ungeklärte Frage beantwortet und gezeigt werden, dass Wasserstoff-geordnete und -ungeordnete Eisphasen prinzipiell anhand ihres Obertonspektrums im nahen Infrarot unterschieden werden können. Damit ist die NIR-Spektroskopie die erste Fernerkundungsmethode, die unterschiedliche Ausrichtungen der Wasserdipole im Eis detektieren kann. Als solche wird sie zukünftige Beobachtungen und Charakterisierungen von Eis im Weltraum beispielsweise durch das James-Webb-Weltraumteleskop oder die JUICE-Mission (Jupiter Icy Moons Explorer) ermöglichen.
Petra Engele