Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft

Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft

Seit dem Beginn des 20. Jahrhunderts stiegen landwirtschaftliche Erträge drastisch, denn seither lässt sich Stickstoffdünger effizient herstellen. Das aber nur, weil der Chemiker Fritz Haber die Reaktion des Luftstickstoffs mit Wasserstoff grundlegend erforschte. Ähnliche Ziele verfolgen die Wissenschaftler des Instituts mit seinem Namen noch heute und betrachten die Chemie dabei aus physikalischer Perspektive: Sie untersuchen zum einen die prinzipiellen Eigenschaften von Atomen, Molekülen und Elektronen. Ihre Erkenntnisse erklären auch das Verhalten dieser Teilchen in chemischen Reaktionen. Zum anderen wollen die Forscher besser verstehen, wie die Strukturen von Grenzflächen – etwa die Oberfläche eines Katalysators – chemische Reaktionen beeinflussen. Dieses Verständnis ist nötig, um leistungsfähigere Katalysatoren für die chemische Industrie zu entwickeln.

Kontakt

Faradayweg 4 - 6
14195 Berlin
Telefon: +49 30 8413-30
Fax: +49 30 8413-3155

Promotionsmöglichkeiten

Dieses Institut hat mehrere International Max Planck Research Schools (IMPRS):

IMPRS for Sustainable Metallurgy - from Fundamentals to Engineering Materials
IMPRS for Elementary Processes in Physical Chemistry

Darüber hinaus gibt es die Möglichkeit zur individuellen Promotion bei den Direktoren bzw. Direktorinnen und in den Forschungsgruppen.

Von rechts hält eine Hand einen Rundkolben aus Glas ins Bild. Der Kolben enthält eine gelbliche Flüssigkeit und einen bräunliches grobkörniges Pulver, das sich am Boden abgesetzt hat.

Das Max-Planck-Cardiff Centre Funcat schafft Grundlagen für die systematische Entwicklung von chemischen Reaktionsbeschleunigern

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Beatriz Roldán, Direktorin am Fritz-Haber-Institut, mit König Felipe VI von Spanien im Labor des Instituts.  

In der MItte: König Felipe VI von Spanien. Von l. nach r.: Ane Etxebarria (Forscherin im chemischen Labor der Abteilung für Grenzflächenwissenschaft), José Manuel Albares Bueno (spanischer Außenminister) und Beatriz Roldán (Institutsdirektorin).

König Felipe der VI.  von Spanien besuchte das Fritz-Haber-Institut

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Erkenntnisse zur Katalyse an Vanadiumpentoxid geben Hinweise für ein neues Katalysatordesign

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Die Drehimpulsübertragung in 4f-Antiferromagneten hängt von der Stärke der RKKY-Kopplung ab

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Asymmetrische Nanowellen

24. Februar 2022

Optische Scherkräfte ermöglichen eine neue Art von Licht-Materie-Wellen

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Aus dem Treibhausgas Kohlendioxid sollen künftig wichtige Chemikalien und Kraftstoffe entstehen. Die Chemie würde damit einen großen Schritt hin zu einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft machen. Die Gruppe von Beatriz Roldán Cuenya am Berliner Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft erforscht, wie sich das bewerkstelligen lässt.

Die Frage, „was die Welt im Innersten zusammenhält“, trieb schon Goethes Faust um. Seitdem ist einige Zeit vergangen, doch die Kräfte, die die Welt auf molekularer Ebene zusammenhalten, sind auch heute noch Gegenstand aktueller Forschung.

Die Kryo-Elektronenmikroskopie ermöglicht es, winzige Strukturen wie Moleküle bis aufs Atom genau abzubilden. Für ihren Beitrag zur Entwicklung dieser Technik bekamen der Brite Richard Henderson, der deutschstämmige US-Forscher Joachim Frank und der Schweizer Jacques Dubochet den Chemie-Nobelpreis 2017. Am Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft in Berlin war der ehemalige Arbeitsgruppenleiter Friedrich Zemlin mit dabei, als die Methode in den 1980er-Jahren ihren Platz in der Biologie eroberte.

Drei Probleme, eine Lösung. Das macht den besonderen Charme eines Forschungsprojekts aus, an dem Malte Behrens und Robert Schlögl am Fritz-Haber-Institut der Max-Planck- Gesellschaft in Berlin arbeiten. Die Chemiker möchten Kohlendioxid als chemischen Rohstoff einsetzen. Auf diese Weise wollen sie das Treibhausgas aus der Atmosphäre fernhalten, Kohle, Gas und Öl ersetzen und regenerative Energie speichern.

Von der Plastiktüte bis zum Wasserstoffgas: Ohne Katalysatoren läuft in der Chemie fast nichts. Oft enthalten die Reaktionsbeschleuniger Metalle, die manchmal selten sind oder nur unter hohem Energieaufwand arbeiten. Ob es auch ohne geht, wollte ein Forscherteam um Robert Schlögl, Direktor am Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft in Berlin, herausfinden.

Drei Probleme, eine Lösung. Das macht den besonderen Charme eines Forschungsprojekts aus, an dem Malte Behrens und Robert Schlögl am Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft in Berlin arbeiten. Die Chemiker möchten Kohlen-dioxid als chemischen Rohstoff einsetzen. Auf diese Weise wollen sie das Treibhausgas aus der Atmosphäre fernhalten, Kohle, Gas und Öl ersetzen und regenerative Energie speichern.

Sachbearbeiter*in Einkauf/Zoll (w/m/d)

Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft, Berlin 20. Februar 2024

Auszubildende*r zum*zur Feinwerkmechaniker*in (w/m/d)

Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft, Berlin 16. Februar 2024

Auszubildende*n zum*zur Elektroniker*in für Geräte und Systeme (w/m/d)

Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft, Berlin 15. Februar 2024

Sachgebietsleitung Einkauf (w/m/d)

Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft, Berlin 26. Januar 2024

Ausbildungsplatz zur*zum mathematisch-technischem Softwareentwickler*in (m/w/d)

Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft, Berlin 19. Januar 2024

Wie entwerfen wir gute grenzflächenaktive Katalysatoren?

2022 Prof. Dr. Robert Schlögl

Chemie Festkörperforschung Materialwissenschaften Plasmaphysik Teilchenphysik

Trotz ihrer Bedeutung für die chemische Industrie und die Energieversorgung werden Katalysatoren immer noch empirisch entwickelt. Das umfangreiche Grundlagenwissen über die Funktion von Grenzflächen in der Katalyse befähigt uns noch nicht zu deren wissensbasierten Entwurf. Ursache ist die chemische Dynamik der Grenzfläche. Sie existiert nur unter Arbeitsbedingungen und verändert die Konstitution der Grenzfläche erheblich. Die Resultate von operando Analysen und von Theorie erlauben uns, Katalysatoren als dünne Schichten zu entwickeln, bei denen sich die chemische Dynamik vordefinieren lässt. 

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Kontrolle von Materialeigenschaften durch Phasenübergänge fernab des Gleichgewichts

2021 Maklar, Julian; Rettig, Laurenz

Chemie Festkörperforschung Materialwissenschaften Plasmaphysik Quantenphysik Teilchenphysik

Phasenübergänge werden durch die freie Energielandschaft bestimmt, deren Minima zum Auftreten geordneter Phasen führt. Jedoch sind viele Fragen hinsichtlich der Eigenschaften der Energielandschaften und der mikroskopischen dynamischen Prozesse während eines Phasenübergangs unbeantwortet. Wir haben mit ultrakurzen Laserpulsen die Energielandschaft unterschiedlicher Materialien untersucht, um die Mechanismen hinter den Phasenübergängen zu beleuchten. Mit dem Ziel, Materialeigenschaften auf ultraschnellen Zeitskalen zu kontrollieren, könnte dieser Ansatz z.B. neuartige Datenspeicher ermöglichen.

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Klimaneutralität mittels Katalyse

2020 Roldán Cuenya, Beatriz; Bergmann, Arno; Kley, Christopher; Grosse, Philipp; Öner; Sebastian

Chemie Festkörperforschung Materialwissenschaften Plasmaphysik Quantenphysik Teilchenphysik

Effizientere Elektrolyseure zur Herstellung von grünem Wasserstoff aus Wasser und von chemischen Energiespeichern aus CO2 benötigen die Entwicklung geeigneter Katalysatoren. Dafür ist ein grundlegendes Verständnis der physikalisch-chemischen Prozesse unter Reaktionsbedingungen essentiell. Wir konnten kürzlich dynamische Prozesse während der elektrochemischen CO2-Umwandlung entschlüsseln. Diese neuen Erkenntnisse ermöglichen die Optimierung von Katalysatoren und damit langfristig die Umsetzung einer nachhaltigen, schadstoffarmen Wirtschaft und den Aufbau einer Wasserstoff-basierten Industrie.

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Digitale Katalyse

2019 Trunschke, Annette; Draxl, Claudia; Schlögl, Robert; Scheffler, Matthias

Materialwissenschaften

In der Katalyse und bei der Erforschung anderer Funktionsmaterialien werden große Datenmengen erzeugt. Die interdisziplinäre Nutzung aller dieser Daten unter Anwendung von Methoden der Informatik und künstlichen Intelligenz wird zu neuen Erkenntnissen in den Materialwissenschaften führen. Sie stellt jedoch hohe Anforderungen an die Qualität der Daten. Wir erarbeiten standardisierte Verfahren zur Erzeugung von (Meta-) Daten komplexer, dynamischer Systeme und tragen somit zu einer FAIRen Nutzung von Forschungsdaten als Grundlage für die Entwicklung neuer, zukunftssichernder Technologien bei.

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Chemische Reaktionen in eingegrenzten Räumen

2018 Prieto, Mauricio J.; Schmidt, Thomas; Shaikhutdinov, Shamil; Freund, Hans-Joachim

Chemie Festkörperforschung Materialwissenschaften Plasmaphysik Quantenphysik Teilchenphysik

Die Untersuchung chemischer Reaktionen in eingegrenzten Räumen hat jüngst an Attraktivität gewonnen. Silika-Doppellagen eignen sich besonders gut für solche Studien. Sie sind auf Metallen nur durch Dispersionskräfte an die Substratoberfläch gebunden. Dadurch entsteht ein Zwischenraum, in dem sich chemische Reaktionen beobachten und mit denselben Reaktionen ohne räumliche Begrenzung vergleichen lassen. Unsere Gruppe am Fritz-Haber-Institut hat die Reaktion von auf Ru(0001) adsorbierten Sauerstoffatomen mit molekularem Wasserstoff mit Hilfe von niederenergetischer Elektronenmikroskopie verfolgt.

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