Nanostrukturen für die Energietechnik
Neuer SFB an der Universität Bayreuth erhält rund elf Millionen Euro.
Die Deutsche Forschungsgemeinschaft fördert einen neuen Sonderforschungsbereich an der Universität Bayreuth. Die interdisziplinäre Erforschung nanostrukturierter Funktionsmaterialien soll die Leistungsfähigkeit von Batterien, Solarzellen, Brennstoffzellen und Photokatalysatoren revolutionieren und dadurch neue Perspektiven für eine nachhaltige Energiewirtschaft eröffnen. Ausgangspunkt der materialwissenschaftlichen Innovationen ist die ganzheitliche Betrachtung des Transports von Elektronen, Ionen, Molekülen und Wärme sowie ihrer Wechselwirkungen in den Materialien. Der neue SFB 1585 „MultiTrans“ erhält von der DFG in den nächsten vier Jahren insgesamt rund elf Millionen Euro.
Der SFB 1585 „MultiTrans“ – die Abkürzung steht für „Structured functional materials for multiple transport in nanoscale confinements“ – setzt bei der Erkenntnis an, dass die Strukturierung von Materialien im Nanometerbereich einen entscheidenden Einfluss darauf hat, wie sich Elektronen, Ionen, Moleküle und Wärme innerhalb der Materialien fortbewegen. Zunächst konzentrieren sich die Forschungsarbeiten auf diese vier wichtigen Transportströme, die gleichzeitig, aber nicht notwendigerweise in der gleichen Richtung verlaufen. Die Nanostrukturierung erzeugt eine Vielzahl von Wechselwirkungen zwischen den Transportströmen, den Materialien und den beteiligten Grenzflächen. Diese längst nicht aufgeklärten Zusammenhänge stehen im Fokus des SFB.
Übergreifende Forschungsarbeiten, die das Verhalten von Elektronen, Ionen, Molekülen und Wärme zueinander in Beziehung setzen, sollen zu einem grundlegenden und umfassenden Verständnis von Transport in maßgeschneiderten Umgebungen führen. Neueste wissenschaftliche Verfahren, beispielsweise aus dem Bereich der Künstlichen Intelligenz, werden diese Analysen unterstützen. Die langfristige Vision des SFB ist es, alle Transportströme in nanostrukturierten Materialien gezielt und koordiniert steuern zu können. „Die aus dem SFB hervorgehenden Erkenntnisse können und sollen ein Sprungbrett für weitreichende Verbesserungen bestehender Energietechnologien sein. Vor allem aber haben sie das Potenzial, die Entwicklung völlig neuer Materialien für eine nachhaltige Energiewirtschaft voranzubringen. Mit diesem gemeinsamen Ziel vor Augen, werden zahlreiche Forschungsteams auf dem Bayreuther Campus intensiv kooperieren und dabei immer wieder Brücken von der Grundlagenforschung zu innovativen Anwendungsperspektiven schlagen“, sagt SFB-Sprecher Jürgen Senker.
„Die langjährige interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen der Physik, der Chemie und der Materialwissenschaft auf dem Bayreuther Campus, die sich bereits in unserem SFB zur Mikroplastikforschung bewährt hat, wird durch die Förderentscheidung der DFG aufs Neue gestärkt. Es freut mich sehr, dass die Universität Bayreuth mit ihrem SFB MultiTrans jetzt auf einem weiteren Forschungsfeld an der Lösung zentraler gesellschaftlicher und wirtschaftlicher Herausforderungen mitarbeiten wird. Die Materialforschung ist ein Herzstück der Energieforschung. Von dem ganzheitlichen Ansatz, den der SFB mit seiner Forschungsagenda verfolgt, werden verschiedene nachhaltige Technologien – wie beispielsweise Batterien, Solarzellen und wasserstoffbetriebene Brennstoffzellen – gleichermaßen profitieren können“, sagt Stefan Leible, Präsident der Universität Bayreuth.
Der SFB bündelt natur- und technikwissenschaftliche Kompetenzen aus neun Forschungsdisziplinen der Universität Bayreuth unter Beteiligung von Forschungspartnern an der Universität Augsburg, der Technischen Universität Darmstadt und der Universität Ulm. Zur Verstärkung der Synergien zwischen den Forschenden richtet der SFB die Transportakademie ein. Sie unterstützt und begleitet die konzertierte Arbeit innerhalb der multidisziplinär zusammengesetzten Arbeitsgruppen. Zudem analysiert und evaluiert sie neue Forschungsergebnisse im Hinblick auf die übergreifenden Forschungsziele des SFB.
Ein besonderer Schwerpunkt ist die Förderung wissenschaftlicher Talente in Kooperation mit der WiN Academy der Universität Bayreuth, die alle individuellen Karrierestufen – von der Promotion bis zur Juniorprofessur – mit einem breit angelegten Serviceangebot unterstützt.& Im Zentrum der Nachwuchsförderung des SFB steht ein neues Graduiertenkolleg zum Thema „Transport in strukturierten Materialien“: Es wird die wissenschaftliche Exzellenz und fachbezogene Soft Skills, aber auch die Persönlichkeitsentwicklung der Doktorandinnen und Doktoranden stärken. Sie ist in die Bayreuther Graduiertenschule für Mathematik und Naturwissenschaften (BayNAT) integriert und bildet damit einen Teil der University of Bayreuth Graduate School.
„Wir setzen uns mit Nachdruck dafür ein, junge hochmotivierte Forscherinnen und Forscher aus dem In- und Ausland während ihrer Promotionsphase oder im Anschluss daran umfassend zu fördern und sie bei der Konzeption und Umsetzung eigener Projekte bestmöglich zu beraten. Auf dem familiären Campus der Universität Bayreuth sind sie Mitglied eines multidisziplinären Netzwerks, das enge Kontakte und Kooperationen zu namhaften internationalen Forschungspartnern unterhält. Zudem haben sie in unseren Laboratorien selbstständigen Zugang zu einer hervorragenden Forschungsinfrastruktur, die von einer in Deutschland einzigartigen NMR-Spektroskopie über neueste Techniken zur Charakterisierung von Wärmeflüssen bis zu einem Forschungszentrum für wissenschaftliches Rechnen reicht“, sagt Markus Retsch, stellvertretender Sprecher des SFB.
U. Bayreuth / JOL
