Das Projekt "Zentrum für Innovationskompetenz SiLi-nano, Nachwuchsgruppe Light-for-Hydrogen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Halle-Wittenberg, Institut für Physik, Zentrum für Innovationskompetenz (ZIK), Sili-nano durchgeführt. Zentrales Forschungsgebiet der NWG L4H sollen Arbeiten für einen erhöhten Licht-nach-Wasserstoff Effizienz mittels Benutzung von speziell designter Nanostrukturen und ein vertieftes Verständnis von den Vorteilen und Nachteilen der Benutzung von diesen Nanostrukturen für Fotokatalytische Wasserspaltung sein. Mittel- bis langfristiges Ziel ist es dabei, am Ende eine Fotoelektrochemische Zelle zu ermöglichen, welche effizient Wasserstoff und Sauerstoff produziert ohne Anlegung einer Vorspannung. Das Projekt der NWG L4H konzentriert sich auf die Erforschung und Verbesserung der photokatalytischen Licht- Wasserstoffeffizienz von speziell (eindimensionalen) Nanostrukturen. Dies wird erreicht, indem die Untersuchung und verschiedene Beschichtungstechniken zu vergleichen (z.B. Templating, galvanische Abscheidung oder Elektrospinnen) für die Herstellung dieser Nanostrukturen mit unterschiedlichen Materialien (zum Beispiel Metall-organische Gerüste, CuFeO2, BiVO4 und CuBi2O4). Die photoelektrochemische und -katalytische Effizienz dieser Nanostrukturen soll durch photoelektrochemische (PEC) und Gaschromatographie (GC) -Messungen untersucht werden, in Kombination mit der Untersuchung ihrer physikalischen Eigenschaften unter Verwendung der zeitaufgelösten Spektroskopie und Oberflächenphotospektroskopie.
Das Projekt "Integrierte Multifunktionssysteme für Energiewandlung, Energiespeicherung und Energienutzung durch Multiskalenmaterialien - iMuseum" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Ilmenau, Institut für Werkstofftechnik durchgeführt. Für die effiziente Energieerzeugung (Photovoltaik, Thermoelektrik, Photokatalyse zur Wasserspaltung, Brennstofferzeugung, Katalyse von Brennstoffen) und Energiespeicherung (Neue Batteriewerkstoffe, Li-Ionen-Batterien, Wasserstoffspeicherung, Wärmespeicherung) und auch den Energietransport (neue Leitungssysteme, Supraleitung, Hochspannungs-Gleichstromübertragung, Netzstabilität) ist der nachhaltige Aufbau übergreifender Netzwerkstrukturen im Bereich Multiskalen-Mikro- und Nanowerkstoffe für die Energietechnik notwendig. Gemeinsame Kooperationsstrategien zu entwickeln, Innovationspotenziale in der internationalen Zusammenarbeit zu erschließen und erfolgreich an Forschungs- und Entwicklungsprojekten zu arbeiten und gemeinsame Forschungsanträge zu stellen ist ein Hauptziel des Innovationsnetzwerkes iMUSEUM, welches auch eine nachhaltige echte europäische bzw. internationale Dimension bekommen soll. Die Produktion von nanostrukturierten Werkstoffen für die effiziente Energieerzeugung, -speicherung und -transport ist eine große Herausforderung. Interessante Ansätze, wie Nanomaterialien erheblich effizienter Energie speichern, oder Wasser einfach durch Sonnenlicht in Wasserstoff und Sauerstoff spalten können sollen umgesetzt werden. So gelingt es diesen Wasserstoff mit dem CO2 der Luft in Brennstoffe (also Benzin- oder Erdgas-Ersatz) umzuwandeln. Weiterhin werden Nanomaterialien entwickelt, die Wärmeenergie effizient über lange Zeiträume speichern und bei Bedarf zur Verfügung stellen können. Während die Nanomaterialien schon erforscht werden, ist deren Integration in handhabbare Systeme noch nicht intensiv bearbeitet. Insbesondere die Einbindung der Nano-Werkstoffe in makroskopische Systeme für die Anwendung in der Energietechnik ist eine extrem anspruchsvolle Aufgabe. Genau dies ist die Entwicklung von Multiskalenwerkstoffen in der Energietechnik. Für all diese Anwendungen ist aus heutiger Sicht die Entwicklung von Multiskalenwerkstoffen notwendig.