Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat die Fortführung der Forschergruppe „Elementare Reaktionsschritte in der Elektrokatalyse: Theorie trifft Experiment“ an der Universität Ulm für weitere drei Jahre bewilligt. Damit wird die erfolgreiche Arbeit der Forschergruppe auf dem Gebiet der Elektrokatalyse seit 2010 gewürdigt. Die Gesamtförderung für die nächsten drei Jahre beträgt 2,3 Millionen Euro, wovon alleine 2,1 Millionen Euro an die Universität Ulm fließen werden. Mit diesen Forschungsmitteln werden Prozesse untersucht, die bei der Umwandlung und Speicherung von Energie in Brennstoffzellen oder Batterien eine wichtige Rolle spielen – auch im Hinblick auf die Elektromobilität ein wichtiges Thema. Trotz weltweiter intensiver Forschung auf diesem Gebiet ist das Wissen über die elektrochemischen Prozesse, die auf der atomaren Ebene ablaufen, noch recht beschränkt.
Gebündelte Expertise an der Uni Ulm
An dieser Stelle setzt die Forschergruppe an. Die Besonderheit: Theoretiker und Experimentatoren arbeiten gemeinsam an einem grundlegenden Verständnis der mikroskopischen Strukturen und Prozesse an elektrochemischen Elektroden-Elektrolyt-Grenzflächen. Wie die DFG-Gutachtergruppe bestätigt, hat die Ulmer Forschergruppe damit ein internationales Alleinstellungsmerkmal. „Die sehr überzeugenden Ergebnisse der ersten Förderperiode und die beeindruckende Konzentration von Expertise auf einem im internationalen Vergleich sehr hohen Niveau bieten die ideale Grundlage für eine signifikante Weiterentwicklung dieses Forschungsfeldes“, so die Gutachtergruppe weiter. „In der vergangenen Antragsperiode haben wir vertiefte Erkenntnisse zu den Elementarprozessen gewonnen, die zum Beispiel in Brennstoffzellen ablaufen, aber auch methodische Entwicklungen vorangetrieben“, bemerkt der Sprecher der Forschergruppe,
Wichtige Grundlagenforschung zu Brennstoffzellen geht weiter
Professor Axel Groß, Direktor des Instituts für Theoretische Chemie und Vizepräsident für Forschung und Informationstechnologie an der Universität Ulm. „In den nächsten drei Jahren wollen wir die Zusammenarbeit weiter ausbauen, um langfristig zu einer besseren Effizienz von Brennstoffzellen und Batterien beizutragen.“ Ein besonderes Augenmerk liegt dabei auf der Untersuchung der Wirkungsweise von nanostrukturierten Elektroden. Mit Hilfe der dabei gewonnenen Einsichten sollen Konzepte abgeleitet werden, die zur Entwicklung von Elektroden mit maßgeschneiderten Eig
enschaften führen. In Zukunft werden die theoretisch arbeitenden Chemiker von einem so genannten „bwForCluster“ profitieren, das Hochleistungsrechnen an der Uni Ulm ermöglicht. Die signifikant gesteigerten Rechenkapazitäten werden zum Beispiel für hochkomplexe Rechnungen zu chemischen Prozessen und Simulationen benötigt.
In der jetzt weiterbewilligten Forschergruppe arbeiten Wissenschaftler aus dem Institut für Theoretische Chemie (Professor Axel Groß, Juniorprofessor. Dr. Martin Korth, Dr. Elisabeth Santos, Professor Wolfgang Schmickler) mit Kollegen aus den Instituten für Elektrochemie (Professor Timo Jacob, Dr. Ludwig Kibler) und für Oberflächenchemie und Katalyse (Professor Jürgen Behm, Dr. Zenonas Jusys) zusammen. Komplementiert wird die Forschergruppe von Professor Eckhard Spohr, Lehrstuhl für Theoretische Chemie der Universität Duisburg-Essen, der allerdings auch lange Jahre an der Universität Ulm verbracht hat. Eingebettet sind die Aktivitäten der Forschergruppe in ein sehr aktives elektrochemisches Forschungsumfeld auf dem Oberen Eselsberg in Ulm, zu dem das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung (ZSW) sowie das Helmholtz-Institut Ulm (HIU) für elektrochemische Energiespeicherung beitragen.
DFG-Forschergruppen werden insgesamt höchstens für sechs Jahre gefördert. „In dieser Zeit sollten nicht nur konkrete Ziele in der Wissenschaft erreicht werden. Unsere Forschergruppe soll auch den Kern für weitere Verbünde im Bereich Energiespeicherung und -umwandlung bilden und somit den Forschungsstandort Ulm stärken“, resümiert Axel Groß.
Text: Prof. Dr. Axel Groß
Abbildung (Uni Ulm): Theoretische Simulation der atomaren Struktur einer elektrochemischen Grenzfläche zwischen einer Platin-Elektrode und einem wässrigen Elektrolyten