Material und Energie (Schwerpunkt: Speichermaterialien)

Koordinatoren/innen

Sprecher: Prof. Dr. Jürgen Janek
Stellv. Sprecher: Prof. Dr. Peter R. Schreiner, PhD
                         Prof. Dr. Peter J. Klar

Abstract zum Potenzialbereich

Seit ca. 2008 werden an der JLU die chemischen und physikalischen Grundlagen der Energiespeicherung und -wandlung erforscht. Ein Schwerpunkt der Arbeitsgruppen aus Elektro- und Festkörperchemie, Organischer Chemie, sowie Festkörperphysik und -analytik liegt auf neuen zukunftsweisenden Speicherkonzepten für leistungsfähige Batterien. Daneben gibt es zahlreiche Aktivitäten z.B. im Bereich von Materialien für die Photovoltaik, Photoelektrochemie, Thermoelektrizität und für elektrochrome Fenster sowie von molekularen Solarthermiespeichern. Herausragende Publikationen, eine Exzellenzcluster-Beteiligung, die Koordination eines BMBF-Verbundes, ein DFG- Graduiertenkolleg und weitere Verbundforschungsvorhaben konnten hier eine starke internationale Konkurrenzfähigkeit etablieren. Der Potentialbereich "Material und Energie (Schwerpunkt: Speichermaterialien)" wird vom Zentrum für Materialforschung (ZfM) koordiniert.

Beteiligte Disziplinen

Chemie, Physik, Materialwissenschaften

Externe Kooperationspartner/innen

Im Inland:

• Westfälische Wilhelms-Universität Münster (Münster Electrochemical Energy Technology/MEET) / Helmholtz-Institut Münster: Prof. Dr. Martin Winter, Prof. Dr Hans Dieter Wiemhöfer
• Karlsruher Institut für Technologie/Helmholtz Institut Ulm: Prof. Dr. Stefano Passerini
• BASF SE (Battery and Electrochemistry Laboratory): Dr. Andreas Fischer, Dr. Xiaohan Wu

Im Ausland:

• Kyoto University, Japan: Prof. Dr. Y. Uchimoto, Prof. Dr. Takeshi Abe
• Tel Aviv University, Israel: Dr. Amir Natan
• University of Waterloo, Kanada: Prof. Dr. Linda Nazar

Strukturen und Programme der Nachwuchsförderung

• Plattform für strukturierte Promotionsausbildung in den Materialwissenschaften (PriMa)
• GRK 2204 – Substitutionsmaterialien für nachhaltige Energietechnologien
• Postdoc Career and Mentoring Office (PCMO)
• Beteiligung an der Kooperativen Promotionsplattform und dem Promotionszentrum für Ingenieurwissenschaften (PZI) des FCMH; Ermöglichung ingenieurwissenschaftlicher Promotion
• Liebig-Kolleg – Programm für den hochqualifizierten internationalen wissenschaftlichen Nachwuchs und für Gastdozenten im Fachgebiet Chemie
• Fast Track-Programm „PreProChem“
• Double-Degree-Programme mit den Universitäten Osaka, Kansai sowie Padua
• B.Sc./M.Sc. „Materialwissenschaft“

Wichtigste wissenschaftliche Erfolge seit 2018

Strukturbildende Elemente

• 2019: Einwerbung und Eröffnung der beiden EFRE-Innovationslabore „Physik unter harschen Bedingungen“ und „Hochleistungswerkstoffe“
• 2018: Einrichtung und Koordination des BMBF-Kompetenzclusters für Festkörperbatterien (FestBatt)

Drittmittel/Auszeichnungen

• 2019: Beteiligung am Exzellenzcluster EXC 2154 POLiS – Post Lithium Storage als ‚participating institution‘
• 2018/19: 3 Nachwuchsgruppenförderung im Emmy-Noether-Programm (DFG) und NanoMatFutur-Programm (BMBF)

Publikationen

• Randau, S.; Weber, D.A.; Kötz, O.; Koerver, R.; Braun, P.; Weber, A.; Ivers-Tiffée, E.; Adermann, T.; Kulisch, J.; Zeier, W.G.; Richter, F. H.; Janek, J.: Benchmarking the performance of all-solid-state lithium batteries. Nature Energy. 2020, 5, 259. (doi: 10.1038/s41560-020-0565-1)

• Nunes, C. M.; Eckhardt, A. K.; Reva, I.; Fausto, R.; Schreiner, P. R.: Competitive Nitrogen versus Carbon Tunneling. J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 14340-14348. (doi: 10.1021/jacs.9b06869)