Die aktuelle Energieforschung fokussiert sich auf einzelne Technologien und damit verbundene Materialien. Durch Ausrichtung auf die funktionsbegründenden Materialgrenzflächen etabliert der Cluster e-conversion einen hierzu komplementären Denkansatz, der wichtige Strategien zur Energiekonversion von Photovoltaik über (Photo)Elektrokatalyse bis zu Batterien verbrückt. Kritische Engpässe wie Rekombinationsverluste, Überspannungen und Widerstände entstehen durch ungenügende Kontrolle mikroskopischer Anregungs- und Energieumwandlungsprozesse (e-conversion) an diesen Grenzflächen.

Der Cluster verbindet die schlagkräftigen Konzepte der Nanowissenschaften und grundlagenorientierter Energieforschung, um definierte und einstellbare Referenzsysteme zu erzeugen und durch deren umfassende (operando) Charakterisierung ein fundamentales Verständnis erarbeiten. Es geht um das Strukturieren von Materialien in ihren Grundeinheiten und die räumliche Gestaltung mit kontrollierter Morphologie und molekularer Architektur. Dedizierte Forschungslinien befassen sich mit Umwandlungsprozessen an Grenzflächen zwischen festen Phasen, zwischen Feststoffen und Flüssigkeiten und zwischen molekularen Schichten und Feststoffen.

Mit dieser Agenda fungiert e-conversion als Innovationsplattform für die Entwicklung neuartiger mikroskopischer Konzepte. Die erweiterte Wissensbasis und das tiefe Verständnis der entscheidenden Engpässe eröffnen ganz neue Ansätze hin zu gesteigerten Effizienzen, verbesserten Stabilitäten und einer erneuerbaren Rohstoffbasis. Indem der Cluster seine auf Mechanismen abzielende Forschung bewusst auf eine große Bandbreite von Materialien und Morphologien ausdehnt und sie bis zu skalierbaren Synthese- und Prozessierungsmethoden vorantreibt, schafft er die Grundlagen für die Entwicklung einer Vielzahl neuer Systeme mit optimierten optoelektronischen, photo- und elektrokatalytischen Funktionen.

Beteiligte Institutionen

• Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion (CEC)
• Max-Planck-Institut für Festkörperforschung (MPI-FKF)