Professor Dr. Thomas Bein ; Professor Dr. Ulrich Heiz ; Professor Dr. Frédéric Laquai ; Professor Dr. Karsten Reuter ; Professorin Dr. Jennifer Rupp ; Professor Ian D. Sharp Ph.D. ; Professor Dr. Aliaksandr Bandarenka ; Professor Dr. Johannes V. Barth ; Professor Dr. Emiliano Cortés ; Professor Dr. David Egger ; Professorin Dr. Johanna Eichhorn ; Professor Dr. Jochen Feldmann ; Professor Dr. Benjamin Fingerhut ; Professor Dr. Jonathan J. Finley ; Professor Dr. Roland A. Fischer ; Professor Dr. Hubert A. Gasteiger ; Professor Dr. Achim Hartschuh ; Professorin Dr. Corinna Hess ; Professorin Dr. Ivana Ivanovic-Burmazovic ; Professorin Dr. Katharina Krischer ; Professorin Dr. Barbara Lechner ; Professor Dr. Dario Leister ; Professor Dr. Johannes A. Lercher ; Professor Dr. Tim Liedl ; Professorin Dr. Bettina Valeska Lotsch ; Professor Dr. Stefan Maier ; Professor Dr. Peter Müller-Buschbaum ; Professor Dr. Knut Müller-Caspary ; Professor Dr. Frank Neese ; Professor Dr. Christian Ochsenfeld ; Professor Dr. Karsten Reuter ; Professor Dr. Bernhard Rieger ; Professor Dr. Patrick Rinke ; Professorin Dr. Beatriz Roldan Cuenya ; Professor Dr. Robert Schlögl ; Professor Dr. Wolfgang Schnick ; Professor Ian D. Sharp Ph.D. ; Professor Dr.-Ing. Helge Sören Stein ; Professor Dr. Martin Stutzmann ; Professor Dr. Alexander Urban ; Professorin Dr. Regina de Vivie-Riedle ; Professor Dr. R. Thomas Weitz
Grant period
2019 - 2032
Funding body
Deutsche Forschungsgemeinschaft
DFG
Identifier
G:(GEPRIS)390776260
Note: Die heutige Energieforschung ist stark in verschiedene Disziplinen gegliedert, die Energie-technologien mittels vertikaler Ansätze von der Grundlagenforschung bis hin zur Anwendung entwickeln. Der Cluster e-conversion verfolgt hingegen einen horizontalen Ansatz basierend auf der Erkenntnis, dass bestimmte mikroskopische Anregungen und Prozesse gleichermaßen verschiedenen Energietechnologien zugrunde liegen, von der Photovoltaik über die (Photo)Elektrokatalyse bis hin zu Batterien. Die Nutzung von Synergien über sonst disjunkte Energietechnologien hinweg und der Fokus auf wohldefinierten Modellsystemen hat es e-conversion 1.0 ermöglicht, mit großem Erfolg grundlegende Prozesse der Energieumwandlung zu erforschen. Diese Arbeiten – in über 930 Publikationen veröffentlicht – haben eine Fülle funktionaler Materialien und Strukturen hervorgebracht und spannende neue Wege in der Energieforschung eröffnet. Aufbauend auf diesem starken Fundament wird e-conversion 2.0 neue Herausforderungen angehen, die aus der gestiegenen Komplexität unserer Energiesysteme, dem diversifizierten Ressourcenbedarf und den sich fortwährend ändernden (geo)politischen Rahmenbedingungen hervorgehen. Drei übergreifende Themen werden unsere Forschung leiten: die Steuerung komplexer Mechanismen, die Entwicklung nachhaltiger Strategien, und die massive Beschleunigung der Forschungsprozesse. Zusammen treiben diese Ansätze unsere Innovationen, maximieren die Effizienz bestehender und eröffnen neuartige Konzepte zur Energieumwandlung und -Speicherung. Mit Blick auf die inhärente Komplexität der Energieumwandlung richten wir nun den Fokus auf die Steuerung gekoppelter (Quasi-)Teilchen und Licht-Materie-Wechselwirkungen sowie die Nutzung skalenübergreifender Unordnung in realistischen Energiesystemen, um Effizienz zu steigern und neuartige Funktionsweisen zu erschließen. So entstehen innovative Lösungen durch nachhaltiges Materialdesign, Multifunktionalität und Verlängerung der Lebenszyklen, z.B. durch Nutzung dynamischer Katalyse zur Aktivierung und Regeneration von Katalysatoren oder die gezielte Erneuerung von Interphasen. Um neue Entdeckungen rasch in innovative Technologien umzusetzen, wird e-conversion 2.0 Hochdurchsatz-Experimente sowie Theorie- und KI-gestütztes Lernen integrieren, wodurch eine neue Generation von „dateninformierten Forschenden“ ausgebildet wird. Basierend auf diesem umfassenden Ansatz werden innovative, hybride Energiekonzepte (z. B. Solarbatterien) entwickelt, die existierenden Systeme synergistisch kombinieren und so flexible und effiziente Lösungen für zukü
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