Energiematerialien
Energiematerialien umfassen Materialien, die bei der Erzeugung, Umwandlung, Speicherung oder Steuerung von Energie eine zentrale Rolle spielen. Dazu gehören Materialien für die Energieumwandlung, wie Halbleiter- und Katalysatormaterialien, sowie Speichermaterialien, elektrochemische Zellen und Materialien zur Energiehandhabung wie Thermoelektrika oder Phasenwechselmaterialien. Wichtige Eigenschaften sind Energiedichte, Leistungsfähigkeit, Zyklenstabilität, Sicherheit, Kosten und Umweltverträglichkeit. Der Bereich ist interdisziplinär und umfasst Chemie, Physik, Materialwissenschaften und Ingenieurwesen.
Zu den Energieumwandlungsmaterialien zählen Photovoltaikmaterialien (Silizium, Perowskit), Katalysatoren für Wasser- und Sauerstoffreaktionen sowie Elektroden- und Elektrolytmaterialien
Die Entwicklung von Energiematerialien umfasst chemische Synthese, Struktur- und Oberflächencharakterisierung, elektrochemische Tests, Temperatur- und Alterungsexperimente sowie
Wesentliche Herausforderungen sind Kosten, Skalierbarkeit, Materialverfügbarkeit und Recycling sowie Sicherheit und Stabilität unter realen Betriebsbedingungen. Der