Die anhaltende Verbrennung fossiler Brennstoffe zur Deckung des wachsenden Energiebedarfs hat die Welt an den Rand einer Klimakrise geführt. Der sich dieser Herausforderung widmende Exzellenzcluster "Materials for Energy Conversion and Storage" ist eines von fünf erstmalig bewilligten Projekten der FWF-Förderungsoffensive excellent=austria, die die Stärkung des Wissenschaftsstandorts Österreich in der internationalen Spitzenklasse zum Ziel hat.
In einer Kooperation zwischen der Universität Wien, der TU Wien, des IST Austria und der Universität Innsbruck werden Forschende, darunter Georg Kresse und Jani Kotakoski von der Fakultät für Physik, in den kommenden 5 Jahren daran arbeiten, neue Technologien für effiziente Energieumwandlung und -speicherung zu schaffen, um somit den Weg zu einer Gesellschaft ohne fossile Brennstoffe zu ebnen. Entscheidend ist dabei die Speicherung erneuerbarer Energien in recyclingfähigen Energieträgern: Wasser kann in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten, CO2 sogar in wertvolle Produkte umgewandelt werden – bis hin zu klimaneutralen Ersatzstoffen für Erdgas und Erdöl.
Im Exzellenzcluster "Materials for Energy Conversion and Storage" werden dafür Nanokatalysatoren entwickelt, auf denen chemische Reaktionen rasch und zuverlässig ablaufen. Dafür wird Expertise aus unterschiedlichen Bereichen wie Oberflächenchemie, Oberflächenphysik, Materialwissenschaft und Computersimulation gebündelt. Der Exzellenzcluster setzt damit einen wichtigen Schritt in Richtung Klimaneutralität.
Georg Kresse, Leiter der Forschungsgruppe Computergestützte Materialphysik, wird – zusammen mit einem Kollegen der TU Wien – die Säulen Modellierung und Theorie des Exzellenzclusters leiten. Ziel ist es, eine Reihe präziser quantenmechanischer Modellierungswerkzeuge zu entwickeln, um die Materialien, die wir für den Übergang zu einer kreislauforientierten Energiewirtschaft benötigen, besser zu verstehen und zu optimieren. Seine eigene Forschungsgruppe wird sich hauptsächlich auf die Entwicklung hochpräziser quantenmechanischer Methoden für die Behandlung von Ladungsträgern in Materialien und die Beschleunigung dieser Methoden durch maschinelle Lernverfahren konzentrieren.
Das Team von Jani Kotakoski, Leiter der Forschungsgruppe Physik Nanostrukturierter Materialien, wird modernste Methoden der Oberflächenanalytik mit In-situ-Rastertransmissionselektronenmikroskopie von atomarer Auflösung kombinieren, um mit Defekten versehene 2D-Materialien und von 2D-Materialien getragene einzelne Atome, Cluster und Nanoteilchen sowie deren katalytische Eigenschaften zu erzeugen und zu untersuchen.
Mit einem Fördervolumen von 20,6 Millionen Euro durch den FWF und zusätzlichen Mitteln der beteiligten Forschungsinstitutionen können die am Exzellenzcluster beteiligten Wissenschafter*innen ihr Forschungsfeld auf internationalem Top-Niveau langfristig in Österreich verankern. Dabei kommt den Exzellenzclustern eine zentrale Rolle bei der herausragenden Nachwuchsförderung und forschungsgeleiteten Ausbildung zu. Die Exzellenzcluster sollen auch über die Grenzen der Wissenschaft hinauswirken und sind im Bereich des Wissens- und Technologietransfers durch Kooperationen mit gesellschaftlichen und/oder wirtschaftlichen Partnern aktiv.
Das Board der Wissenschaftlichen Direktor*innen des Exzellenzclusters "Materials for Energy Conversion and Storage" setzt sich aus den Wissenschafter*innen Günther Rupprechter (Director of Research, Technische Universität Wien), Ulrike Diebold (Technische Universität Wien), Stefan Freunberger (IST Austria), Leticia González (Universität Wien) und Julia Kunze-Liebhäuser (Universität Innsbruck) zusammen, denen wir alles Gute für den Erfolg der wissenschaftlichen Kooperation wünschen.
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Forschungsgruppe Computergestützte Materialphysik
Forschungsgruppe Physik Nanostrukturierter Materialien
