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 eine International Max Planck Research School (IMPRS):
IMPRS Functional Interfaces in Physics and Chemistry

Darüber hinaus gibt es die Möglichkeit zur individuellen Promotion bei den Direktoren und Forschungsgruppenleitern.

Mit Big Data zu innovativen Materialien
Zwölf Einrichtungen der Max-Planck-Gesellschaft bündeln ihr Know-how in der datengetriebenen Materialwissenschaft mehr
<p>„Wir wollen Hüttengas in Kraftstoffe, Kunststoffe oder Dünger umwandeln“</p>

Max-Planck-Direktor Robert Schlögl zum Start des Projektes Carbon2Chem

mehr
Terahertzstrahlung: Eine Quelle für sichere Lebensmittel
Ein kompakter und kostengünstiger Apparat erzeugt Licht des gesamten Terahertzspektrums mehr
<p>Van-der-Waals-Kraft haftet besser als gedacht</p>
Die quantenmechanische Beschreibung der Kraft zwischen ungeladenen Atomen und Molekülen bewährt sich an realen Strukturen mehr
„Die Industrie hat großes Interesse an einer Enzyklopädie der Werkstoffe“
Interview mit Matthias Scheffler zum europäischen Exzellenzzentrum Nomad mehr
Stoff für die Technik von morgen

Stoff für die Technik von morgen

Meldung 30. Oktober 2015
Das europäische Exzellenzzentrum Nomad wird die Suche nach neuen Werkstoffen und bisher unbekannten Eigenschaften von Materialien vereinfachen mehr
Lichtschalter auf DVD

Lichtschalter auf DVD

Meldung 28. Juli 2015
Da sich die elektronischen Eigenschaften eines optischen Speichermaterials schneller ändern als seine Struktur, könnte es neue Anwendungen finden mehr
Die Max-Planck-Gesellschaft hat in Berlin getagt
Abschluss der 66. Jahresversammlung mit gefeiertem Auftritt von Nobelpreisträger Hell mehr
Ein Elektron auf Tauchgang

Ein Elektron auf Tauchgang

Meldung 27. März 2015
Erkenntnisse, wie Elektronen in Wasser gelöst werden, erweitern die Einflussmöglichkeiten auf chemische Reaktionen mehr
Leseproben aus dem Jahrbuch

Leseproben aus dem Jahrbuch

Meldung 4. Juni 2014
Das Jahrbuch 2014 bündelt Berichte über Forschungsarbeiten der Max-Planck-Institute und vermittelt anschaulich die Vielfalt an Themen und Projekten. Wir haben fünf Beiträge ausgewählt. Wer sich für die detaillierten Forschungsberichte interessiert, kann diese direkt im Jahrbuch nachlesen. mehr
Jedes Atom zählt

Jedes Atom zählt

Meldung 1. Dezember 2013
Forscher kontrollieren die chemische Reaktion eines einzelnen Moleküls mit nur einem Atom mehr
Molekülstöße in Zeitlupe

Molekülstöße in Zeitlupe

Meldung 28. November 2012
Kollisionen zwischen stark abgebremsten Molekülen enthüllen quantenmechanische Details von Stoßprozessen und verbessern das Verständnis chemischer Reaktionen mehr
Mit einem guten Draht zur Nanoelektronik

Mit einem guten Draht zur Nanoelektronik

Meldung 2. November 2012
Leitfähigkeitsmessungen an Graphen-Nanobändern liefern Hinweise, wie sich molekulare Leiter optimieren lassen mehr
Klarer Blick ins Glas

Klarer Blick ins Glas

Meldung 31. Oktober 2012
Erstmals haben Berliner Forscher die Atomstruktur von amorphem Siliziumdioxid analysiert mehr
Eisen sticht Edelmetall

Eisen sticht Edelmetall

Meldung 11. Juni 2012
Eine Eisen-Aluminium-Verbindung könnte einen Palladium-Katalysator ersetzen und die Produktion von Kunststoffen billiger machen mehr
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.
Maschinen aus einzelnen Molekülen arbeiten nach anderen physikalischen Gesetzen als Geräte aus der Makrowelt.
Es dauerte lange, ehe die von Max Planck entdeckte neue Physik mathematisch gefasst und als Quantenmechanik etabliert war.

Gerhard Ertl

MPF 4 /2007 Material & Technik
Gerhard Ertl lebt für seine Forschung über Oberflächenchemie, doch von Verbissenheit keine Spur: Der Nobelpreisträger lacht gerne und viel – und spart nicht mit süffisanten Bemerkungen.
Sachbearbeiter/-in Einkauf
Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft, Berlin 12. Dezember 2017
Sachbearbeiter Einkauf (m/w)
Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft, Berlin 13. November 2017

Energiewende 2.0: Zur Rolle der chemischen Forschung

2017 Schlögl, Robert
Chemie Festkörperforschung Materialwissenschaften Plasmaphysik Quantenphysik Teilchenphysik
Wenn die Reduktion der Treibhausgase oberstes Ziel der Energiewende ist, müssen alle Sektoren des Energiesystems vernetzt werden. Die Verbindung kann jedoch nur geschehen, wenn wir primäre Elektrizität in stoffliche Energieträger verwandeln. Damit „speichern“ wir diese Elektrizität, um sie anderen Anwendungen zugänglich zu machen und erreichen damit das Ziel der Sektorenintegration in eine nachhaltige Energieversorgung. In diesem Beitrag soll es um die Integration der Mobilität gehen. Für die Chemie heißt das, nachhaltige Alternativen zu einer rein elektrischen Fahrweise zu entwickeln. mehr
Durch die Kombination von verschiedenen Trennmethoden konnten mithilfe des Freie-Elektronen-Lasers des Fritz-Haber-Instituts Infrarotspektren von größenselektierten Aggregaten von Peptidionen in der Gasphase gemessen werden. Die Spektren erlauben Rückschlüsse auf den Faltungszustand der Peptide, der von helikal zu β-Faltblatt variiert. Dieser Ansatz zur Faltungsbestimmung in Peptid- und Proteinaggregaten könnte zukünftig zum besseren Verständnis von Protein-Fehlfaltung und Aggregation und von den dadurch verursachten Krankheiten beitragen. mehr

Im Fokus ultrakurzer Laser: das Wechselspiel von Elektronen und Kristallstruktur

2015 Ernstorfer, Ralph
Festkörperforschung Materialwissenschaften Quantenphysik Teilchenphysik
Viele fundamentale Prozesse in kondensierter Materie werden durch die Wechselwirkung zwischen Elektronen und der atomaren Struktur bestimmt. Diese Kopplungseffekte lassen sich mit ultraschnellen Untersuchungsmethoden, wie zeitaufgelöster Spektroskopie und Femtosekunden-Elektronenbeugung, untersuchen. Diese erlauben Rückschlüsse auf die gegenseitige Abhängigkeit von elektronischer und kristalliner Struktur und beleuchten Dissipationseffekte in neuartigen Heteromaterialien. mehr

Von dünnen Silikat-Filmen zur atomaren Struktur von Glas

2014 Heyde, Markus; Shaikhutdinov, Shamil; Freund, Hans-Joachim
Chemie Festkörperforschung Materialwissenschaften

Die Struktur amorpher Materialien aufgeklärt. Bisher stellte dieses Vorhaben durch die Komplexität dieser Stoffklasse eine der größten Herausforderungen dar. Modernen Präparationsmethoden in Kombination mit Rastertunnelmikroskopie ist die Entschlüsselung des Alltagswerkstoffs Glas gelungen.

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Konformation und Dynamik von Polypeptidketten aus ersten Prinzipien der Quantenmechanik

2013 Blum, Volker; Rossi, Mariana; Scheffler, Matthias
Chemie Festkörperforschung Materialwissenschaften Plasmaphysik Quantenphysik Teilchenphysik

Die Eigenschaften von Peptiden und Proteinen (Polypeptidketten) sind von grundlegender Bedeutung in der Biochemie und vielen anderen Aspekten der Chemie. Am Anfang einer quantitativen Vorhersage solcher Eigenschaften aus computergestützten Verfahren steht die sichere Bestimmung der Struktur und Dynamik spezifischer Ketten. Der vorliegende Artikel demonstriert die Reichweite und Genauigkeit heutiger numerischer Verfahren für dieses Problem, die allein auf den „ersten Prinzipien“ der Quantenmechanik aufbauen.

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Die politisch eingeleitete Energiewende verlangt nicht nur technologische und ökonomische Anstrengungen. Vielmehr zeigt eine wissenschaftliche Bestandsaufnahme, dass wir derzeit nicht über die grundlagenwissenschaftlichen Erkenntnisse verfügen, um das Energiesystem nachhaltig auf regenerative Primärenergie umzustellen. Der Beitrag skizziert den Stand der Überlegungen und aktuelle Forschungsergebnisse aus der Abteilung Anorganische Chemie des Fritz-Haber-Institutes. mehr

Korrelierte Materialien im Lichte ultrakurzer Laserpulse

2011 Kampfrath, Tobias; Stähler, Julia; Wolf, Martin
Materialwissenschaften
Materialien, in denen starke Kopplungen zwischen Elektronen, Spins und Gitter auftreten, haben faszinierende Eigenschaften, wie etwa den sprunghaften Übergang von einem elektrischen isolierenden in einen leitenden Zustand bei einer kritischen Temperatur. Hier werden mit Hilfe von Femtosekunden-Laserpulsen solche Phasenübergänge ausgelöst und deren Dynamik auf ultrakurzen Zeitskalen untersucht. Dies erweitert das mikroskopische Verständnis von Materialien mit stark korrelierten Freiheitsgraden – hilfreich für die Suche nach Materialien mit neuen und optimierten elektronischen Eigenschaften. mehr

Ultradünne Oxidschichten auf Metallsubstraten: eine interessante Materialkombination

2010 Freund, Hans-Joachim; Nilius, Niklas; Risse, Thomas; Shaikhutdinov, Shamil; Sterrer, Martin
Chemie Festkörperforschung Materialwissenschaften
Die Eigenschaften ultradünner Oxidfilme auf Metallsubstraten lassen sich unter Benutzung einfacher Konzepte, die man schon lange aus der Halbleiterphysik kennt, hinsichtlich ihres Einflusses auf die elektronische Struktur von Adsorbaten beschreiben. Es wird an zwei Beispielen gezeigt, welche Konsequenzen dies für das Verständnis der chemischen Reaktivität hat. Die Beispiele wurden aus dem Bereich der heterogenen Katalyse gewählt und zeigen, wie man unter Umständen solche Systeme für bestimmte Reaktionen maßschneidern könnte. mehr

Aufklärung der Struktur von Metallclustern durch Schwingungsspektroskopie

2009 Fielicke, André; Meijer, Gerard
Quantenphysik
Eine neue Methode der Infrarot-Spektroskopie erlaubt es, Einblicke in die atomare Struktur von Clustern, bestehend aus nur wenigen Metallatomen, zu gewinnen. mehr
Am Beispiel der in der Mikro- und Optoelektronik wichtigen II-VI-Halbleiter und Gruppe-III-Nitride wird gezeigt, wie moderne Methoden zur Berechnung der Bandstruktur mit neuen Entwicklungen in der Dichtefunktional-Theorie kombiniert werden können, um den aktuellen Herausforderungen an die theoretische Beschreibung der elektronischen Eigenschaften dieser Materialien zu begegnen. mehr

Mikroskopische Untersuchungen von Korrosionsprozessen an Edelstahl.

2007 Rotermund, Harm Hinrich, Dornhege, Monika, Punckt, Christian
Chemie Materialwissenschaften
Die Ausbreitung von Grübchenkorrosion (pitting corrosion) wird an einer Edelstahloberfläche in einem Elektrolyten untersucht. Die simultane Anwendung zweier Abbildungsmethoden, Ellipso-Mikroskopie und kontrastverstärkte optische Mikroskopie, gibt Aufschluss über die Korrelation zwischen der Schwächung des schützenden Oxidfilmes und der Nukleation und Reaktivierung individueller Grübchen. Der Nachweis von Frontausbreitung bei verstärkter Korrosion deutet auf einen stochastischen Reaktions-Diffusions-Prozess hin. mehr

Heterogene Katalysatoren: Ein Zwischenbericht

2006 Schlögl, Robert
Chemie
Die Erforschung von Wirkungsweise und Materialeigenschaften heterogener Katalysatoren ist eine zentrale abteilungsübergreifende Fragestellung im Fritz-Haber-Institut. Im vergangenen Jahr wurde an dieser Stelle über die Fortschritte bei der Funktionsaufklärung von nanostrukturierten Modellsystemen berichtet. Dieses Mal wird von der Konstitution so genannter „Realkatalysatoren“ und von den Herausforderungen berichtet werden, die sich bei der Aufklärung ihrer Funktionen stellen. mehr

Spektroskopie an Modellkatalysatoren unter Atmosphärendruck

2005 Rupprechter, G.; Unterhalt, H.; Borasio, M; Morkel, M.; Freund, H.-J.
Chemie Materialwissenschaften
In situ schwingungsspektroskopische Untersuchungen katalytischer Reaktionen auf Modellkatalysatoren erlauben die „Drücklücke“ zwischen der Oberflächenanalytik und der heterogenen Katalyse zu überbrücken. Als Beispiele dienen die CO- Adsorption und Hydrierung und die Methanol-Oxidation auf Pd-Nanoteilchen und Pd(111) bei Atmosphärendruck. mehr

Neue Methoden und Perspektiven in der Molekülphysik

2004 Meijer, Gerard
Quantenphysik
Die Molekülphysik hat mit der Entwicklung neuartiger experimenteller Methoden zur Abbremsung und zum Speichern neutraler Moleküle sowie der Anwendung von Infrarotstrahlung eines Freie-Elektronen-Lasers zur Bestimmung der Schwingungsmoden komplexer Moleküle und Molekülaggregate wichtige neue Impulse erhalten. Dieser Bericht beschreibt einige der verwendeten experimentellen Techniken und deren physikalische Grundlagen, sowie einige der Projekte auf diesem Feld in der neuen Abteilung Molekülphysik des Fritz-Haber-Instituts. mehr
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