Materialien für Energiekonversion und Speicherung
Materials for Energy Conversion and Storage
Wissenschaftsdisziplinen
Chemie (50%); Nanotechnologie (25%); Physik, Astronomie (25%)
Keywords
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Energy Conversion,
Energy Storage,
Surfaces,
Interfaces,
Electrocatalysis,
Photocatalysis
Die anhaltende Verbrennung fossiler Brennstoffe infolge des wachsenden Energiebedarfs hat die Welt in eine Klimakrise geführt. Wir können nicht länger Kohlenstoff aus der Lithosphäre in die Atmosphäre überführen, um unsere Energie, Chemikalien, Materialien und Brennstoffe zu erhalten. Stattdessen müssen wir Elemente, die bereits in der Atmosphäre oder Biosphäre vorhanden sind, nutzen, um recycelbare Träger für erneuerbare Energie zu produzieren. Das Schließen der Wasser- und Kohlenstoffdioxidzyklen wird entscheidend sein, da dies der Schlüssel zur Speicherung von nachhaltiger Energie in synthetischen Chemikalien (=Brennstoffen) ist. Unsere Vision ist, ein Forschungszentrum für Energiematerialien zu schaffen, welches das Verständnis und Design effizienter Energieumwandlung ermöglicht und den Weg zu einer fossil-freien Gesellschaft ebnet. Reichlich vorhandene Moleküle wie Wasser und Kohlenstoffdioxid sind der ideale Ausgangsstoff für die chemische Speicherung von Energie aus erneuerbaren Quellen. Zwei potenzielle Wege sind die Spaltung von Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff und die Umwandlung von Kohlenstoffdioxid in höherwertige Produkte: Handelschemikalien (Ameisensäure, Formaldehyd, Methanol, Methan als Ersatz für Erdgas) und Brennstoffe (längerkettige Alkane, Olefine). Nachhaltige Umwandlungsprozesse sind die Elektrokatalyse (unter Verwendung von Elektrizität) und die Photokatalyse (unter Verwendung von Sonnenlicht), sie leiden jedoch unter geringer Effizienz und dem Bedarf an Edelmetallkatalysatoren. Wir müssen seltene Elemente durch häufige ersetzen und alternative, kostengünstige Katalysatoren mit hoher Aktivität, Selektivität und Stabilität entwickeln. Um diese Ziele zu erreichen, müssen wir die grundlegenden Prozesse, Mechanismen und Materialeigenschaften von Elektro- und Photokatalysatoren auf atomarer Ebene verstehen. Wir müssen wissen, wie Oberflächen auf molekularer Ebene über einen weiten Parameterbereich funktionieren. Ein langfristiges Ziel ist, das grundlegende Verständnis und Design fortschrittlicher Energiewerkstoffe mittels Interaktion mit relevanten Unternehmen auf Anwendungen zu übertragen. Die vielseitige Natur des Problems erfordert einen interdisziplinären Ansatz. Der Excellenzcluster vereinigt die besten Köpfe unseres Landes und gibt ihnen die Mittel, um zusammenzuarbeiten und ein Netzwerk aufzubauen, das wissenschaftliche Durchbrüche verspricht und Talente anzieht. Das Team umfasst Experten_innen aus den Bereichen Physik, Chemie, Oberflächen- und Materialwissenschaften, sowie computergestützte Modellierung. Das Zentrum fördert junge Wissenschaftler_innen und bietet ein strukturiertes Promotionsprogramm für Doktorand_innen, sowie spezielle Schulungen für Postdocs und junge Forscher_innen. Der Vorstand besteht aus Ulrike Diebold (TU Wien), Stefan Freunberger (IST Austria), Leticia Gonzlez (Universität Wien), Julia Kunze-Liebhäuser (Universität Innsbruck) und Günther Rupprechter (TU Wien; Forschungsdirektor).
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Director of Research (01.10.2023 -)
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Board of Directors (01.10.2023 -)
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Board of Directors (01.10.2023 -)
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Board of Directors (01.10.2023 -)
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Board of Directors (01.10.2023 -)
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Alexander Opitz, Technische Universität Wien (31.3.2023 -)
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Alexey Cherevan, Technische Universität Wien (31.3.2023 -)
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Dominik Eder, Technische Universität Wien (31.3.2023 -)
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Florian Libisch, Technische Universität Wien (31.3.2023 -)
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Gareth Parkinson, Technische Universität Wien (31.3.2023 -)
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Georg Kent Hellerup Madsen, Technische Universität Wien (31.3.2023 -)
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Jürgen Fleig, Technische Universität Wien (31.3.2023 -)
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Katharina Schröder, Technische Universität Wien (31.3.2023 -)
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Markus Valtiner, Technische Universität Wien (31.3.2023 -)
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Davide Bonifazi, Universität Wien (31.3.2023 -)
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Georg Kresse, Universität Wien (31.3.2023 -)
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Jani Kotakoski, Universität Wien (31.3.2023 -)
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Christoph Rameshan, Montanuniversität Leoben (3.7.2024 -)
- Andreas Stierle, Deutsches Elektronensynchrotron - Deutschland
- Martin Bram, Forschungszentrum Jülich - Deutschland
- Norbert H. Menzler, Forschungszentrum Jülich - Deutschland
- Karsten Reuter, Fritz-Haber-Institut d. Max-Planck-Gesellschaft Berlin - Deutschland
- Aliaksandr Bandarenka, Technical University of Munich - Deutschland
- Jan Rossmeisl, University of Copenhagen - Dänemark
- Livia B. Pártay, University of Warwick - Großbritannien
- Luca Gregoratti, Elettra-Sincrotrone Trieste - Italien
- Nicola Armaroli, ISOF - Italien
Research Output
- 29 Zitationen
- 39 Publikationen
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2024
Titel Spatially Resolved Uncertainties for Machine Learning Potentials DOI 10.1021/acs.jcim.4c00904 Typ Journal Article Autor Heid E Journal Journal of Chemical Information and Modeling Seiten 6377-6387 Link Publikation -
2024
Titel Individual Marcus-type kinetics controls singlet and triplet oxygen evolution from superoxide DOI 10.26434/chemrxiv-2024-3vrzz Typ Preprint Autor Mondal S Link Publikation -
2024
Titel Bimetallic CuPd nanoparticles supported on ZnO or graphene for CO 2 and CO conversion to methane and methanol DOI 10.1039/d4su00339j Typ Journal Article Autor Maqbool Q Journal RSC Sustainability Seiten 3276-3288 Link Publikation -
2024
Titel Defect-Rich CuZn Nanoparticles for Model Catalysis Produced by Femtosecond Laser Ablation DOI 10.1021/acsami.4c07766 Typ Journal Article Autor Lasemi N Journal ACS Applied Materials & Interfaces Seiten 38163-38176 Link Publikation -
2024
Titel Bulk-independent surface oxide composition controls the electrochemical performance of high-entropy alloys DOI 10.1039/d4ta03619k Typ Journal Article Autor Kogler M Journal Journal of Materials Chemistry A Seiten 22565-22575 Link Publikation -
2024
Titel Spatially resolved uncertainties for machine learning potentials DOI 10.26434/chemrxiv-2024-k27ps-v2 Typ Preprint Autor Heid E Link Publikation -
2024
Titel Allantoin-modified Cu@NiCo-MOF nanocubes as an effective catalyst for propargylamine synthesis DOI 10.1016/j.matlet.2024.137015 Typ Journal Article Autor Pan Y Journal Materials Letters Seiten 137015 -
2024
Titel Oxygen Vacancies and Ti3+ In-Gap Defects Dictate Photocatalytic H2 Generation in BaTiO3 DOI 10.1021/acsaem.4c02142 Typ Journal Article Autor Chandrappa S Journal ACS Applied Energy Materials Seiten 11076-11085 -
2024
Titel Automated image acquisition and analysis of graphene and hexagonal boron nitride from pristine to highly defective and amorphous structures DOI 10.1038/s41598-024-77740-9 Typ Journal Article Autor Propst D Journal Scientific Reports Seiten 26939 Link Publikation -
2024
Titel Role of Interfacial Hydrogen in Ethylene Hydrogenation on Graphite-Supported Ag, Au, and Cu Catalysts DOI 10.1021/acscatal.4c05246 Typ Journal Article Autor Wicht T Journal ACS Catalysis Seiten 16905-16919 Link Publikation -
2024
Titel Sum frequency generation (SFG) spectroscopy at surfaces and interfaces: Adsorbate structure and molecular bond orientation DOI 10.1016/j.surfrep.2024.100645 Typ Journal Article Autor Li X Journal Surface Science Reports Seiten 100645 Link Publikation -
2024
Titel How reduction temperature influences the structure of perovskite-oxide catalysts during the dry reforming of methane DOI 10.1039/d4su00483c Typ Journal Article Autor Schrenk F Journal RSC Sustainability Seiten 3334-3344 Link Publikation -
2025
Titel Online Coupling High-Temperature Electrolysis with Carbonylation Reactions: A Powerful Method for Continuous Carbon Dioxide Utilization DOI 10.1002/anie.202420578 Typ Journal Article Autor Stagel K Journal Angewandte Chemie International Edition Link Publikation -
2025
Titel Online Coupling High-Temperature Electrolysis with Carbonylation Reactions: A Powerful Method for Continuous Carbon Dioxide Utilization DOI 10.1002/ange.202420578 Typ Journal Article Autor Stagel K Journal Angewandte Chemie Link Publikation -
2025
Titel From flat to stepped: active learning frameworks for investigating local structure at copper–water interfaces DOI 10.1039/d5cp00396b Typ Journal Article Autor Schörghuber J Journal Physical Chemistry Chemical Physics Seiten 9169-9177 Link Publikation -
2025
Titel The surface phase diagram of Fe 3 O 4 (001) revisited DOI 10.1039/d5lf00022j Typ Journal Article Autor Sombut P Journal RSC Applied Interfaces Link Publikation -
2025
Titel The dark side of metal exsolution: a combined in situ surface spectroscopic and electrochemical study on perovskite-type cathodes for high-temperature CO 2 electrolysis DOI 10.1039/d5ey00013k Typ Journal Article Autor Melcher C Journal EES Catalysis Link Publikation -
2025
Titel Space Charges at SrTiO3|Mixed Ionic and Electronic Conducting Oxide Heterojunctions and Their Relation to Defect Chemistry DOI 10.1021/acsami.4c21843 Typ Journal Article Autor Steinbach C Journal ACS Applied Materials & Interfaces Seiten 17543-17557 Link Publikation -
2025
Titel Efficient Excitonic Configuration Interaction for Large-Scale Multichromophoric Systems Using the Resolution-of-Identity Approximation DOI 10.1021/acs.jpclett.5c00065 Typ Journal Article Autor Pites?A T Journal The Journal of Physical Chemistry Letters Seiten 2800-2807 Link Publikation -
2025
Titel Surface Chemistry of WC Powder Electrocatalysts Probed In Situ with NAP-XPS DOI 10.1002/anie.202500965 Typ Journal Article Autor Griesser C Journal Angewandte Chemie International Edition -
2025
Titel Surface Chemistry of WC Powder Electrocatalysts Probed In Situ with NAP-XPS DOI 10.1002/ange.202500965 Typ Journal Article Autor Griesser C Journal Angewandte Chemie -
2025
Titel Corrugation-Dominated Mechanical Softening of Defect-Engineered Graphene DOI 10.1103/physrevlett.134.166102 Typ Journal Article Autor Joudi W Journal Physical Review Letters Seiten 166102 Link Publikation -
2025
Titel Strategic Secondary Ligand Selection for Enhanced Pore-Type Construction and Water Purification Capacity in Zeolitic Imidazolate Frameworks DOI 10.1021/acsami.4c21221 Typ Journal Article Autor Huang Z Journal ACS Applied Materials & Interfaces Seiten 21133-21142 Link Publikation -
2025
Titel Quantifying Asymmetric Coordination to Correlate with Oxygen Reduction Activity in Fe-Based Single-Atom Catalysts DOI 10.1002/ange.202423556 Typ Journal Article Autor Cao Y Journal Angewandte Chemie Link Publikation -
2025
Titel Quantifying Asymmetric Coordination to Correlate with Oxygen Reduction Activity in Fe-Based Single-Atom Catalysts DOI 10.1002/anie.202423556 Typ Journal Article Autor Cao Y Journal Angewandte Chemie International Edition -
2025
Titel Elucidation of a Core–Shell Structure in Phenyl-Grafted Carbon Nitride/TiO2 Nanohybrids for Visible-Light-Mediated H2 Production with Simultaneous Rhodamine B Degradation DOI 10.1021/acsanm.4c05592 Typ Journal Article Autor Hazra M Journal ACS Applied Nano Materials Seiten 1683-1699 -
2025
Titel Upcycling hazardous waste into high-performance Ni/?-Al 2 O 3 catalysts for CO 2 methanation DOI 10.1039/d4gc05217j Typ Journal Article Autor Maqbool Q Journal Green Chemistry Seiten 2706-2722 Link Publikation -
2025
Titel “Single-atom” catalysis: An opportunity for surface science DOI 10.1016/j.susc.2024.122687 Typ Journal Article Autor Parkinson G Journal Surface Science Seiten 122687 Link Publikation -
2025
Titel Rationalizing the “anomalous” electrochemical Stark shift of CO at Pt(111) through vibrational spectroscopy and density-functional theory calculations DOI 10.1016/j.susc.2025.122694 Typ Journal Article Autor Diesen E Journal Surface Science Seiten 122694 Link Publikation -
2025
Titel Basal-Plane Pores Activate Monolayer MoS2 for the Hydrogen Evolution Reaction DOI 10.1021/acscatal.4c07970 Typ Journal Article Autor Fruehwald H Journal ACS Catalysis Seiten 3768-3776 -
2025
Titel Combining Electrochemical Scanning Tunneling Microscopy with Force Microscopy DOI 10.1021/acsnano.5c00591 Typ Journal Article Autor Auer A Journal ACS Nano Seiten 8401-8410 Link Publikation -
2025
Titel Green Syngas from Photothermal Catalytic Cellulose Steam Reforming on Ni/SiO2 Nanocatalysts: Synergy of La3+ Promotion and Ni–O Photoactivation DOI 10.1002/smll.202411977 Typ Journal Article Autor Wu J Journal Small -
2024
Titel Enhanced photochemical effects of plasmonic cluster catalysts through aggregated nanostructures DOI 10.1039/d4gc00560k Typ Journal Article Autor Hu X Journal Green Chemistry Seiten 6994-7001 -
2024
Titel Single atoms and metal nanoclusters anchored to graphene vacancies DOI 10.1016/j.micron.2024.103667 Typ Journal Article Autor Trentino A Journal Micron Seiten 103667 Link Publikation -
2024
Titel Spatially resolved uncertainties for machine learning potentials DOI 10.26434/chemrxiv-2024-k27ps Typ Preprint Autor Heid E Link Publikation -
2024
Titel Engineering Materials for Catalysis DOI 10.3390/catal14050293 Typ Journal Article Autor Pintar A Journal Catalysts Seiten 293 Link Publikation -
2024
Titel Harnessing a Ti-based MOF for selective adsorption and visible-light-driven water remediation DOI 10.1039/d4ta01967a Typ Journal Article Autor Myakala S Journal Journal of Materials Chemistry A Seiten 19924-19934 Link Publikation -
2024
Titel A Design Concept Towards Water-Stable Cu-Based MOFs for Efficient Nitrate Adsorption DOI 10.26434/chemrxiv-2024-z9pvs Typ Preprint Autor Naghdi S Link Publikation -
2024
Titel MOCHAs: An Emerging Class of Materials for Photocatalytic H2 Production DOI 10.1002/smll.202400348 Typ Journal Article Autor Myakala S Journal Small Link Publikation