International ausgezeichnete Forschung in Österreich

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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.

(red/mich) 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.