Abteilung Grenzflächen und Integration

Die Aktivitäten in diesem Bereich zielen darauf ab, Prozesse an Fest-Fest-, Fest-Flüssig- und Fest-Gas-Grenzflächen zu untersuchen und zu nutzen, von denen viele sowohl für die Katalyse als auch für den Materialabbau von Bedeutung sind, und gemeinsam entwickelte Werkstoffkomponenten zu Geräten zusammenzusetzen, die z. B. für die (photo)katalytische Wasserstofferzeugung und CO₂-Reduktion von Bedeutung sind. In allen Schritten werden die experimentellen Ansätze durch Modellierungsstudien ergänzt, um ein molekulares Verständnis zu erlangen und Modelle mit Vorhersagekraft für eine beschleunigte Materialentwicklung zu entwickeln.

Das System Integration Team ist im Bereich nachhaltige Energie führend, indem es Katalysatoren, Photoelektroden und funktionale Systeme integriert, um Grundlagenforschung mit einem skalenübergreifenden Ansatz für praktische Anwendungen zu verbinden. Mit dem Schwerpunkt auf (Photo)elektrochemie entwickelt das Team Systeme zur Umwandlung von CO₂ und verschiedenen Abfällen in Chemikalien und Kraftstoffe mit einem Mehrwert, die sich an den Grundsätzen der Kreislaufwirtschaft orientieren und skalierbare Lösungen für eine nachhaltige Zukunft bieten. Zu den wichtigsten Aufgaben gehören die Anpassung von katalytischen Mechanismen und Micro-Environments im Mikro- und Nanomaßstab zur Verbesserung der Reaktionsselektivität, die Entwicklung einheitlicher Systeme, die (organische) Solarzellen und hybride photoelektrochemische Technologien kombinieren. Wir nutzen multiphysikalische Modellierung, um die Dynamik der Systeme zu verstehen und zu verfeinern, und wir arbeiten mit der Abteilung für In-Situ- und Operando-Charakterisierung zusammen, um eine umfassende Charakterisierung zur Leistungsoptimierung zu erzielen. Durch die Entwicklung von Prototypen und Prüfständen treibt das Team die effiziente Gewinnung solarer Brennstoffe voran. Das System Integration Team leistet Pionierarbeit bei der Entwicklung von Technologien, die ausschließlich durch Sonnenlicht angetrieben werden, und gestaltet so die Zukunft von Innovationen im Bereich sauberer Energie.

Unser Team setzt hochentwickelte Herstellungstechniken wie Aerosoldruck und Spraycoating ein, um großflächige Photoelektroden, effiziente Katalysatoren und Hochleistungsgeräte herzustellen. Diese Systeme ermöglichen die Umwandlung von Abfällen und erneuerbaren Ressourcen in wertvolle Produkte. Durch die Kombination von skalierbarer Systementwicklung, Lebensdaueroptimierung für den Langzeitbetrieb und einem integrierten, datengetriebenen Ansatz konzentriert sich das Team auf die Herstellung von robusten Lösungen, die über mehrere Jahre hinweg effizient arbeiten. Unser Ansatz umfasst sowohl die Grundlagen- als auch die angewandte Forschung, um das Tal des Todes zu erforschen und einen gangbaren Weg zur technologischen Anwendung von (photo)elektrochemischen Systemen für die chemische Industrie der Zukunft zu finden.