Hightech zwischen Plus und Minus

In Batterien verbirgt sich etwas Magisches: Es wird Energie gespeichert, die sich als Strom nutzen lässt. Was vor mehr als 200 Jahren Erstaunen hervorrief – als Alessandro Volta mit der Volta’schen Säule seine erste Batterie präsentierte – ist heute selbstverständlich. Flexibel einsetzbare Stromspeicher sind unverzichtbar in Smartphones, Laptops und Fahrzeugen. Sie gelten als Herzstück der Energiewende. Dennoch ist die Wunschliste an die ideale Batterie noch lang: billiger, sicherer, leistungsstärker, länger haltbar, ohne bedenkliche Rohstoffe und leicht recyclebar. Mit ihrer Forschung adressieren die e-conversion-Expertinnen und -Experten diese Anforderungen und treiben die Erfolgsgeschichte der Batterie weiter voran.

Die Sonne speichern: Am Max-Planck-Institut für Festkörperforschung in Stuttgart entwickelt das Team um Prof. Bettina Lotsch neuartige Materialien für Solarbatterien. Die Sonnenenergie lässt sich heute über Stunden speichern und später über viele Lade- und Entladezyklen hinweg nutzen. (Foto: Julia Knapp / MPI-FKF)

Grüner Strom ist ein unbeständiger Begleiter – verlässlich bei Sonnenschein und steifer Brise, treulos während Dunkelflauten. Damit sich die erneuerbaren Energien zu einem verlässlichen Partner entwickeln, braucht es einen massiven Ausbau von Stromspeichern. Denn Deutschland hat ein ambitioniertes Klimaziel und will bis zum Jahr 2045 treibhausgasneutral sein. Ein Etappenziel: den Anteil erneuerbarer Energien am Bruttostromverbrauch bis 2030 auf 80 Prozent zu erhöhen. Leistungsfähige Stromspeicher spielen für das Erreichen des Klimaziels eine Schlüsselrolle, weil sie die Schwankungen der erneuerbaren Energien ausgleichen und helfen, grünen Strom jederzeit abrufbar zu machen. Parallel muss der Ausbau von Wind- und Solaranlagen sowie eine klimafreundliche Mobilität vorangetrieben werden. „All das zeigt, dass die längerfristige Speicherung elektrischer Ladung ein zentraler Aspekt der gesamten Transformation ist. Nicht zu vergessen den Übergang von einer fossilen zu einer elektrobasierten Industrie“, sagt Jennifer L. M. Rupp. Sie ist Professorin für Festkörperelektrolyte an der TU München, wissenschaftliche Leiterin der TUMint.Energy Research GmbH und ab Januar 2026 Sprecherin von e-conversion 2.0. „Fakt ist: Die heutige Energietransformation für Wind- und Solarenergie basiert auf nur fünfzig Materialien, die weitestgehend in den 1970er-Jahren erfunden und entwickelt wurden. Wir brauchen eine neue Generation an innovativen Materialien und Umwandlungsprinzipien für die Energietransformation 2.0 – und nicht weniger als eine Green Energy Tech-Revolution“, ist die Materialwissenschaftlerin und Gründerin des Startups Qkera (siehe Interview mit Co-Gründer Dr. Andreas Weis) überzeugt.

Batterieforschung neu gedacht

Viele innovative Ideen stehen in den Startlöchern – und die Forschenden des Exzellenzclusters e-conversion leisten Pionierarbeit, um neue Materialtalente zu finden, die Forschung nach aussichtsreichen Kandidaten zu beschleunigen und ganz neue Batteriekonzepte zu entwerfen. „Wir arbeiten beispielsweise an Brückentechnologien, die Energieumwandlung und -speicherung zusammenführen. Das können zum Beispiel direkte Lichtspeicher wie Solarbatterien sein“, sagt Prof. Bettina V. Lotsch, Direktorin am Max-Planck-Institut für Festkörperforschung und Honorarprofessorin an der LMU München. „Um solche neuen Konzepte in Devices zu übersetzen, bringen wir im Exzellenzcluster Expertinnen und Experten ganz unterschiedlicher Disziplinen wie Materialchemie, Optoelektronik, Photovoltaik und Batterieforschung zusammen“, erklärt die Materialwissenschaftlerin, die ab Januar 2026 ebenfalls Sprecherin von e-conversion sein wird.

Die Green Energy Tech-Revolution vorantreiben: Das Ziel hat Prof. Jennifer Rupp stets vor Augen. Sie forscht an Festkörpermaterialien und wie sich diese als funktionale Bauteile für Energiekonversions- und Speicherkonzepte nutzen lassen. (Foto: V. Hiendl/e-conversion)

Speichertechnologien – Rückgrat der Energiewende

Wer sich mit Energiespeicheroptionen befasst, merkt schnell: Es gibt ein breitgefächertes Spektrum an Technologien, Designs und Materialien, das die Bauteile auszeichnet – und die Nachfrage wächst weiter. „Batterien sind das Rückgrat der grünen Elektrifizierung. Doch um den steigenden Bedarf an Speicherkapazität zu decken, müssen sie effizienter, nachhaltiger und wirtschaftlicher werden“, sagt Rupp. „Wie lässt sich das erreichen? Was sind innovative Energiekonversions- und Speicherkonzepte? Welche Mechanismen sind entscheidend? Was sind aussichtsreiche Materialien oder Materialkombinationen, die in den nächsten zehn bis 20 Jahren interessant werden? Das sind ein paar grundlegende Fragestellungen, mit denen wir uns befassen und gewissermaßen die Essenz von e-conversion.“ Die Chemikerin forscht an Festkörpermaterialien und wie sich diese als funktionale Bauteile für Energiekonversions- und Speicherkonzepte anwenden lassen. Gemeinsam mit ihrem Team entwickelt Rupp beispielsweise neuartige Lithium-Festkörperleiter und kostengünstige Synthesewege für neue Hybrid- und Festkörperzellen. Ihr Ziel: Leistungsfähige Batterien mit einer höheren Energiedichte, die kostengünstig im großen Maßstab produziert werden können. Zudem befasst sich das Team der TUM-Expertin mit weiteren technologischen Lösungen für die Energiespeicher-Challenge: nachhaltige Redox-Flow-Batterien (siehe Infografik am Ende des Artikels). Diese Batterien eignen sich vor allem, um große Energiemengen zu speichern, also beispielsweise überschüssigen Strom aus Wind- und Sonnenenergie effizient und längerfristig aufzunehmen.

Revolution mit Redox-Flow-Batterien

Die Batterien basieren auf zwei unterschiedlichen flüssigen Elektrolytkreisläufen. In zwei Reaktionskammern, die durch eine Membran getrennt sind und die Elektroden beherbergen, werden die Flüssigkeiten zusammengebracht. Dort tauschen die Elektrolyte Ionen aus und ein nutzbarer Strom fließt. Beim Aufladen nimmt das System Energie auf, an den Elektroden laufen die Reaktionen umgekehrt ab und speichern dadurch den elektrischen Strom. Das Besondere dieser Batterien: Die Elektrolyttanks, und damit deren Speicherkapazitäten, lassen sich beliebig vergrößern – ganz unabhängig von den Elektrodenflächen. Bislang basieren diese elektrochemischen Energiespeicher allerdings auf Vanadium, einem umweltschädlichen und teuren Metall mit stark schwankender Verfügbarkeit. „Wir forschen deswegen an einer kostengünstigen und nachhaltigeren Alternative, und zwar Redox-Flow-Batterien auf der Basis von Eisenverbindungen. Letztere fallen als günstiges, reichlich vorhandenes Abfallprodukt in der Stahlindustrie an“, erklärt Rupp. Eine entscheidende Rolle spielen zudem die Membranen, weil sie für den Ladungstransport zwischen den Elektroden verantwortlich sind. Konventionelle Systeme nutzen dafür Polymere. Diese bringen jedoch Nachteile hinsichtlich Lebensdauer und Kosten mit sich. „Deswegen entwickeln wir keramische Materialien, die widerstandsfähiger, effizienter und umweltfreundlicher sind“, sagt die Chemikerin, die das Konzept gemeinsam mit Prof. Fikile Brushett vom MIT (Massachusetts Institute of Technology) für eine industrielle Nutzung etablieren möchte.

Materialien als Inspirationsquelle

Für die TUM-Expertin sind interdisziplinäre Forschungskooperationen eine wichtige Inspirationsquelle und die e-conversion-Community eine bereichernde Option. „Mich bestärkt dies, immer wieder neue Wege zu bestreiten. Wir kooperieren beispielsweise eng mit dem Forschungsteam von Prof. Thomas Bein an der LMU München. Dort wurde eine kovalent-organische Gerüstverbindung (COF = Covalent Organic Framework) als vielversprechendes Material für neuartige Energiespeicher entwickelt“, erklärt Rupp. „Das Besondere an dem Material ist: Es kann sowohl als Anode als auch Kathode fungieren. Daraus haben wir gemeinsam mit unseren Gruppen einen bipolaren elektrochemischen Speicher entwickelt.“ Dieser besteht aus nur einem einheitlichen Elektrodenmaterial, wobei eine Seite als Anode und die andere als Kathode dient. Die Vorteile: eine einfachere Bauweise mit nachhaltigen Materialien.

Forschungspower in neuem Licht

Ein weiterer e-conversion-Forschungsansatz verfolgt ein völlig neues Speicherkonzept: die Verschmelzung von Solar- und Batterietechnologien. Mit dem kürzlich gegründeten MPG TUM SolBat Center, dem weltweit ersten Zentrum für Solarbatterien und optoionische Technologien, bündeln die TU München und die Max-Planck-Gesellschaft ihre Forschungs-Power – unterstützt vom Bayerischen Wirtschaftsministerium, das eine Fördersumme von acht Millionen Euro investiert. Im Mittelpunkt des Zentrums stehen die noch weitgehend unerforschten Solarbatterien, mit denen sich die e-conversionExpertin Prof. Bettina Lotsch und ihr Team intensiv befassen. „Solarbatterien kombinieren Solarzellen und Batterien in einem einzigen Bauteil und können die Energie des Sonnenlichts direkt elektrochemisch speichern – und anschließend in Form von elektrischer Energie als Strom wieder abgeben“, erklärt die Chemikerin, die für ihre herausragenden Beiträge in der Festkörperchemie mit dem Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis 2025 geehrt wurde. Das SolBat-Zentrum wurde von Prof. Bettina Lotsch, Prof. Jennifer Rupp und Prof. Karsten Reuter (FHI Berlin) ins Leben gerufen und fokussiert sich auf Forschungen im Bereich der Optoionik, einer Querschnittswissenschaft zwischen Optoelektronik und Festkörperionik, die sich mit der Kontrolle von Ionen durch Licht beschäftigt. „Die Verbesserung lichtgesteuerter Prozesse in Energiematerialien ist ein Fokus, ebenso die Herstellung neuartiger Energiesysteme an der Schnittstelle zwischen Batterien und Photovoltaik. Direkte Lichtspeicher haben perspektivisch ein enormes Potenzial für diverse solare und optische Anwendungstechnologien“, sagt die Max-Planck-Wissenschaftlerin.

Geniale Gerüstmoleküle: Mit ihrem Team hat Prof. Bettina Lotsch ein Material entwickelt, das Sonnenlicht bis zu 48 Stunden speichern und die Energie später nutzbar machen kann. (Foto: J. Otto/DFG)

Solarbatterien: doppelt gut

Die Idee der Solarbatterie (siehe Infografik am Ende des Artikels) aus optoionischen Materialien entstand in ihrem Team, das sich in vielfältiger Weise mit der Umwandlung von Sonnenlicht in chemische Energie durch Photokatalyse befasst, während eines ganz anderen Experiments: Die Forschenden hatten ein vielversprechendes Material hergestellt und wollten herausfinden, ob es sich wie eine typische Solarzelle verhält und nur Elektronen angeregt werden – oder ob das eingestrahlte Licht auch Ionen in Bewegung setzt wie bei einer Batterie. „Ein Versuch zeigte, dass sich die gelbe Materialprobe durch das eingestrahlte Licht blau verfärbte, also bestimmte Wellenlängen absorbierte“, sagt Lotsch. „Das Spannende passierte dann beim Abschalten der Beleuchtung: Die blaue Farbe blieb über Stunden hinweg erhalten – ein Hinweis darauf, dass Ladungen im Material gespeichert wurden.“ Seitdem lässt die Chemikerin diese Zufallsentdeckung und eins ihrer Forschungshighlights nicht mehr los, denn diese Art von Materialien verspricht eine Anwendung mit zwei Funktionen: Die Aufnahme von Sonnenlicht und gleichzeitig die Speicherung von Lichtenergie.

Eingefangene Elektronen: Wie sich Materialien mit Licht aufladen lassen und welche Voraussetzungen im Festkörpergitter vorliegen müssen, sind zentrale Fragen, mit denen sich Prof. Bettina Lotsch befasst, um neue Materialtalente für optoionische Speichermaterialien zu finden. (Foto: J. Knapp/MPI FKF)

Lichtenergie im Käfig

Mittlerweile hat ihr Team eine solche bifunktionale Zelle entwickelt. Sie ist mit einer Anode, Kathode und Elektrolyt wie eine herkömmliche Batterie aufgebaut. Die Besonderheit verbirgt sich in der dünnen Schicht eines zweidimensionalen Kohlenstoffnitrids als Photoanode, in die Kalium-Ionen integriert sind. In diesem Material findet der entscheidende Prozess statt. „Seine Farbänderung zeigt uns die Erzeugung und Speicherung von Ladungsträgern – hier Elektronen“, erklärt die Materialwissenschaftlerin. „Dass sich die lichtinduzierten Elektronen in der Kohlenstoffnitridschicht ansammeln können, liegt an den Kalium-Ionen. Diese hindern die Ladungsträger daran, Reaktionen einzugehen und schirmen die Elektronen soweit ab, dass diese sich akkumulieren können. Photocharging, also Lichtladen, nennen wir diesen Prozess.“ Das System lässt sich analog einer Batterie aufladen und nutzt dafür: Licht. Kürzlich gelang dem Team um Prof. Bettina Lotsch gemeinsam mit Forschenden der TU München und der Universität Stuttgart ein weiterer Fortschritt in Sachen optoionische Materialien: Sie entwickelten ein neuartiges, organisches Gerüstmaterial (COF), das Sonnenlicht einfängt und seine Energie über 48 Stunden speichert. Das Material kombiniert die Funktionen einer Solarzelle und einer Batterie in einem System. Mit seiner hohen Leistungsfähigkeit und Stabilität ermöglicht es perspektivisch auch nach Sonnenuntergang eine Stromversorgung – ohne den Einsatz seltener oder kritischer Elemente.

Neuer Forschungszweig: optoionische Materialien

Für das Team um Lotsch geht es vor allem darum, die grundlegenden Mechanismen in solchen Materialien aufzuklären: Wie funktioniert das Aufladen mit Licht in verschiedenen optoionischen Materialien? Welchen Einfluss hat die Zusammensetzung und Struktur des Materials? Welche Komponenten sind essenziell, damit die Elektronen akkumulieren? Solche und mehr Fragen wollen die Forschenden beantworten, um mit diesem Wissen neue Talente für das aufstrebende Forschungsfeld optoionischer Materialien zu entwickeln. Die TUM-Forscherin Jennifer Rupp, die zusammen mit Bettina Lotsch und Karsten Reuter das SolBat-Zentrum leitet, ist zuversichtlich: „Die Kombination aus Solar- und Batterietechnologien wird eine neue Dimension für die Zukunft der nachhaltigen Energieversorgung eröffnen. Das Konzept dieses weltweit einzigartigen Zentrums setzt auf eine enge Verzahnung von Grundlagenforschung und Technologieentwicklung. Wir sehen hier die Chance, Energiesysteme deutlich kompakter und effizienter zu gestalten.“

Was lässt sich aus den Batteriematerialien noch herausholen? Mit diesen und anderen Fragestellungen befasst sich Hubert Gasteiger, Professor für Technische Elektrochemie an der TU München. Der Chemieingenieur entwickelt mit seinem Team unter anderem neue Batteriematerialien für Lithium-Ionen-, Natrium-Ionen- und Festkörperbatterien. (Foto: V. Hiendl/e-conversion)

Die Limits von Lithium-Ionen-Batterien

Während sich Solarbatterien noch in der Grundlagenforschung befinden, können Lithium-Ionen-Batterien schon auf eine steile Forschungskarriere zurückblicken. Die Zugpferde der Elektromobilität haben eine beachtliche Transformation hinter sich: Als die ersten Lithium-Ionen-Batterien Anfang der 1990er-Jahre auf den Markt kamen, waren sie Schwergewichte im Tonnenmaßstab. Heute begegnen wir schlanken Hightech-Devices. Der Gewichtsunterschied von früher und heute liegt zwischen einem Elefanten und einer Tafel Schokolade. Die beeindruckende Entwicklung der Lithium-Ionen-Batterien macht deutlich, wie leistungsfähig moderne Batterien bereits sind. Und sie müssen noch besser werden: energiereicher und sicherer, günstiger und nachhaltiger heißt die Devise. Doch wo liegen die Grenzen? Was lässt sich aus den Materialien noch herausholen? Genau damit befasst sich Hubert Gasteiger, Professor für Technische Elektrochemie an der TU München. Der Chemieingenieur entwickelt mit seinem Team unter anderem neue Batteriematerialien für Lithium-Ionen-, Natrium-Ionen- und Festkörperbatterien. „Wir wollen verstehen, wie sich neue Materialien in den Batteriezellen auswirken und wie effektiv sie sind. Damit befinden wir uns an der Schnittstelle zwischen grundlegender Forschung und angewandter Forschung mit industrierelevanten Zellen“, sagt Gasteiger. „Dazu nutzen wir verschiedene Charakterisierungsmethoden, um beispielsweise die Alterungsprozesse detailliert zu verstehen.“ Letztere spielen eine große Rolle, wenn es darum geht, die Energiedichte von Lithium-Ionen-Batterien zu erhöhen. „Um diese noch leistungsfähiger zu machen, geht man sozusagen an das Stabilitätslimit der Materialien“, erklärt der TUM-Experte. „Diese Grenzen zu identifizieren und wie diese sich auf die Stabilität und Sicherheit auswirken, ist ein Schwerpunkt unserer Forschung.“

Warum mehr Energie einen Haken hat

Dieses Vorhaben gleicht nicht selten einem Drahtseilakt: Ein Ansatz, um die Energiedichte von Lithium-Ionen-Batterien (siehe Infografik am Endes des Artikels) zu erhöhen, ist eine stärkere Delithiierung der Aktivmaterialien in der positiven Elektrode durch eine Erhöhung von dessen Potenzial. Denn bei jedem Laden und Entladen bewegen sich Lithium-Ionen zwischen den Elektroden hin und her und nehmen elektrischen Strom auf bzw. geben ihn wieder ab. Deswegen ist die Fähigkeit der Elektroden, also der negativen Elektrode (Anode) und der positiven Elektrode (Kathode), Lithium-Ionen reversibel aufzunehmen und abzugeben, so entscheidend. „Mehr Energie in einer Batterie zu speichern, bedeutet: Es müssen dem Kathodenmaterial beim Laden mehr Lithium-Ionen entzogen und in der Anode eingelagert werden. Die maximale Menge an entnehmbaren Ionen bestimmt die Kapazität der Batterie“, erklärt Gasteiger. „Aber das Material wird dadurch thermodynamisch instabiler – und das geht auf Kosten der Sicherheit und der Lebensdauer.“ Je höher die angelegte Spannung und je schneller die Ladevorgänge, desto stärker ist die Alterung des Kathodenmaterials und des Elektrolyten.

In Rekordzeit zu neuen Batteriematerialien

Um neuen Materialtalenten schneller auf die Spur zu kommen und sie gezielter optimieren zu können, nutzen Forschende verstärkt die Verknüpfung von automatisierten Plattformen, künstlicher Intelligenz (KI), Simulationen und Robotik. Materialexpertinnen und -experten sind überzeugt, dass diese Technologien einen Paradigmenwechsel einläuten könnten. Ein Vorreiter auf diesem Gebiet ist e-conversion-Forscher Helge Sören Stein, Professor für Digitale Katalyse an der TU München. „Anstatt jahrelang einzelne Komponenten zu testen, setzen wir auf eine Plattform, die direkt das gesamte System optimiert“, sagt der Physiker und promovierte Maschinenbauer, der sich auf automatisierte Forschungssysteme spezialisiert hat. „Dadurch können wir Trends in der Materialzusammensetzung aufdecken, die sonst jahrelange Laborarbeit erfordern würden“, erklärt Helge Stein. Er verbindet mit seiner Forschung verschiedene Disziplinen – von der Chemie und Physik über die Ingenieurwissenschaften bis hin zur Informatik. Im Zentrum seiner Arbeit steht die Materials Acceleration Platform, kurz MAP, mit der er die Materialentwicklung beschleunigen will. Steins Team hat maßgeblich zur Entwicklung und Implementierung dieser Plattform beigetragen. Das Besondere: Das System kombiniert die reinen Messungen mit Simulationen und lernt selbstständig aus den Ergebnissen.

Turbo für die Materialsuche: Prof. Helge Stein kombiniert Hochdurchsatz-Experimente mit Künstlicher Intelligenz, um vielversprechende Batteriematerialien schneller zu identifizieren und die Entwicklung leistungsstarker Energiespeicher zu beschleunigen. (Foto: A. Heddergott/TUM)

Digitale Datenschätze clever nutzen

Zudem geht es dem TUM-Forscher darum, eine dezentrale Infrastruktur zu schaffen und die wertvollen Forschungsdaten, die in der Batterieforschung entstehen, zugänglich und lesbar zu machen. Das kann die Entwicklung von Batteriematerialien enorm beschleunigen. Liegen diese Datenschätze standardisiert vor, kann eine KI damit optimal arbeiten und die Forschungsteams insgesamt unterstützen. „Deswegen wollen wir das FINALES-Framework – das Kürzel steht für „Fast INtentionAgnostic LEarning Server“ – integrieren. Es kann verschiedene Forschungsinstitute europaweit verknüpfen, ohne zentrale Kontrolle. Diese behält jedes Labor über seine Experimente“, erklärt Stein. Die MAP gewährleistet, dass Daten optimal ausgetauscht und Versuche intelligent gesteuert werden. Dadurch verbessert sich die Effizienz und Reproduzierbarkeit von Experimenten. Der Vorteil ist, dass die Plattform alle relevanten Schritte abdeckt: Von der Formulierung und Charakterisierung neuer Elektrolyte über den Zusammenbau und Tests von Batteriezellen bis hin zur Vorhersage ihrer Lebensdauer. Das System lässt sich beispielsweise nutzen, um die Ionenleitfähigkeit von Elektrolyten zu optimieren und die Auswirkungen von Elektrolytformulierungen auf die Lebensdauer von Lithium-Ionen-Knopfzellen zu untersuchen. „Digitales Forschungsdatenmanagement, der Einsatz von KI und Automatisierung wird im Labor der Zukunft sicher einen Großteil an zeitraubenden Messungen reduzieren können und ermöglicht gleichzeitig viel mehr Raum für Kreativität“, ist Stein überzeugt. „Ich denke, das Vernetzen der Experimente und Daten über mehrere Standorte und Labore hinweg, bringt die Forschung auf eine ganz andere Ebene, weil wir plötzlich Dinge miteinander korrelieren können, die vorher nicht sichtbar waren.“

Heute die Welt von morgen gestalten

Die moderne Gesellschaft durch wissenschaftliche Innovationen ein Stück nachhaltiger zu machen, ist ein großes Ziel und Ansporn für die e-conversion-Forschenden. Gemeinsam stehen sie vor der Herausforderung, neue Materialien, Mechanismen und Methoden zu entwickeln, die in der Zukunft einen echten Impuls setzen können. Auch Jennifer Rupp ist überzeugt: „Jetzt ist die Zeit, groß zu denken und mutig zu handeln – uns immer wieder zu hinterfragen. Und manchmal muss man sich auch neu erfinden. Am Ende des Tages zählt für mich: Unsere Forschung sollte eine Wirkung erzielen.“ Und was das anbelangt, können die e-conversion-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler auf einige Erfolge zurückblicken. In der ersten Förderperiode des Exzellenzclusters sind fast 1.300 Publikationen (Stand Juli 2025) entstanden. Zudem wurden aus e-conversion heraus erfolgreich sieben Startups gegründet, die extrem breit gefächert sind – von Batterien über Katalyse und erneuerbare Treibstoffe bis hin zu innovativen Messtechniken. Die Ausgründungen zeigen die horizontale Ausrichtung des Exzellenzclusters über die Grenzen einzelner Technologien hinweg. Zur großen Freude des ganzen e-conversion-Teams ist seit dem 22. Mai 2025 klar: Die Erfolgsgeschichte von e-conversion wird weitergeschrieben – die nächste siebenjährige Förderperiode startet am 1. Januar 2026 mit neuer Energie. Die Basis von e-conversion 2.0 ist die Verknüpfung von Photovoltaik, Katalyse und Batterien, die Erforschung gemeinsamer fundamentaler Prinzipien und die Entwicklung neuer Anwendungen voranzutreiben. Ob Nanowissenschaft und Materialdesign, Hochdurchsatz-Screening und KI-gesteuertes Lernen: Das interdisziplinäre Team aus Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern arbeitet intensiv an entscheidenden Schnittstellen, um den Weg für die Energietransformation zu ebnen – und grünen Strom zu einem verlässlichen Partner zu machen.

Automatisiert zur besseren Batterie: In den Laboren von Prof. Helge Stein mischen Roboter verschiedene aktive Pulver und Flüssigkeiten zu Batterie-Pasten, sogenannten Slurries. Diese werden anschließend auf eine Kupferfolie aufgetragen. In Kombination mit weiteren Tests, KI-gestützter Datenauswertung und Temperaturanalysen beschleunigt das automatische System die Entwicklung leistungsstarker Batteriematerialien. (Foto: C. Zörlein/e-conversion)

Heute die Welt von morgen gestalten

Die moderne Gesellschaft durch wissenschaftliche Innovationen ein Stück nachhaltiger zu machen, ist ein großes Ziel und Ansporn für die e-conversion-Forschenden. Gemeinsam stehen sie vor der Herausforderung, neue Materialien, Mechanismen und Methoden zu entwickeln, die in der Zukunft einen echten Impuls setzen können. Auch Jennifer Rupp ist überzeugt: „Jetzt ist die Zeit, groß zu denken und mutig zu handeln – uns immer wieder zu hinterfragen. Und manchmal muss man sich auch neu erfinden. Am Ende des Tages zählt für mich: Unsere Forschung sollte eine Wirkung erzielen.“ Und was das anbelangt, können die e-conversion-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler auf einige Erfolge zurückblicken. In der ersten Förderperiode des Exzellenzclusters sind fast 1.300 Publikationen (Stand Juli 2025) entstanden. Zudem wurden aus e-conversion heraus erfolgreich sieben Startups gegründet, die extrem breit gefächert sind – von Batterien über Katalyse und erneuerbare Treibstoffe bis hin zu innovativen Messtechniken. Die Ausgründungen zeigen die horizontale Ausrichtung des Exzellenzclusters über die Grenzen einzelner Technologien hinweg. Zur großen Freude des ganzen e-conversion-Teams ist seit dem 22. Mai 2025 klar: Die Erfolgsgeschichte von e-conversion wird weitergeschrieben – die nächste siebenjährige Förderperiode startet am 1. Januar 2026 mit neuer Energie. Die Basis von e-conversion 2.0 ist die Verknüpfung von Photovoltaik, Katalyse und Batterien, die Erforschung gemeinsamer fundamentaler Prinzipien und die Entwicklung neuer Anwendungen voranzutreiben. Ob Nanowissenschaft und Materialdesign, Hochdurchsatz-Screening und KI-gesteuertes Lernen: Das interdisziplinäre Team aus Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern arbeitet intensiv an entscheidenden Schnittstellen, um den Weg für die Energietransformation zu ebnen – und grünen Strom zu einem verlässlichen Partner zu machen.