Forschungsprogrammatik des MZE

Im Materialwissenschaftlichen Zentrum für Energiesysteme (MZE) sollen innovative Materialkonzepte für eine effiziente Energiewandlung und -speicherung entwickelt werden. Da sich der teils sehr komplexe Aufbau dieser Materialsysteme idealerweise mit partikulären Systemen realisieren lässt, liegt der Schwerpunkt der Arbeiten am MZE auf partikelbasierten Materialien, die entsprechend synthetisiert, konditioniert und zu Bauteilen und Systemkomponenten weiterverarbeitet werden. Die sich daraus ergebenden technologischen Herausforderungen sollen durch einen interdisziplinären Ansatz, bei dem die komplette Prozesskette vom Molekül bis zum Bauteil betrachtet wird, unter Beteiligung von Chemikern, Physikern, Materialwissenschaftlern, Elektrotechnikern und Verfahrenstechnikern gelöst werden. Außerdem wird im Rahmen der Arbeiten die Modellierung und Simulation des Material- und Werkstoffverhaltens noch stärker in den Vordergrund rücken. Mit Multiskalenansätzen wird es möglich sein, Eigenschaften einzelner Werkstoffe oder gar einzelner technischer Systeme auf eine prädiktive quantenmechanische Basis zu stellen.

Eine der größten Herausforderungen für das Gelingen der Energiewende ist die Energieerzeugung aus regenerativen Quellen sowie deren Zwischenspeicherung. Deshalb stehen neuartige druckbare organische Solarzellen und wiederaufladbare Batteriesysteme mit hohen Energie- und Leistungsdichten für elektromobile Anwendung sowie  mit sehr langer Lebensdauer und niedrigen Kosten pro Energiemenge und Lade-Entlade-Zyklus für stationäre Speicher im Fokus des MZE.