Nachhaltige Materialien für die Energiewende

Am 17. Juni 2024 ist das Helmholtz-Institut für Polymere in Energieanwendungen (HIPOLE Jena) feierlich eröffnet worden, welches das Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB) in Kooperation mit der Friedrich-Schiller-Universität Jena gegründet hat. Es widmet sich der Entwicklung nachhaltiger Polymermaterialien für Energietechnologien. Diese Materialien sollen eine Schlüsselrolle bei der Energiewende spielen und Deutschlands Ziel unterstützen, bis 2045 klimaneutral zu werden.

Das Institut, das mit 5,5 Millionen Euro jährlich vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und dem Freistaat Thüringen gefördert wird, fokussiert sich auf die Entwicklung von Polymer-basierten Batterien, polymeren Additiven für Perowskit-Solarzellen sowie nachhaltigen Materialien für Energieanwendungen. Diese Technologien versprechen effiziente und umweltfreundliche Lösungen für Energiespeicherung und -wandlung.

„HIPOLE wird eine zentrale Rolle in Forschung und Entwicklung an der Friedrich-Schiller-Universität Jena spielen. Durch die interdisziplinäre Zusammenarbeit in den Bereichen Chemie, Physik und Materialwissenschaften wird HIPOLE Jena neue Maßstäbe in der Spitzenforschung zu Polymeren für Energieanwendungen wie Batterien und Solarzellen setzen“, sagt Prof. Dr. Georg Pohnert, der vorläufige Leiter der Universität Jena.

Dank der Vorleistung des Freistaats Thüringen, der frühzeitig mit dem Bau begann, konnte HIPOLE Jena bereits kurz nach seiner Gründung in ein modernes Laborgebäude auf dem Landgrafen-Campus der Universität Jena einziehen. Die Laborräume wurden im ersten Halbjahr 2024 ausgestattet, und die konkrete Forschung hat im Frühjahr 2024 begonnen. „Wir sind extrem schnell hier“, sagt dazu Prof. Dr. Ulrich S. Schubert, Gründungsdirektor von HIPOLE Jena.

HIPOLE Jena ist auf dem Landgrafen-Campus in ein lebhaftes akademisches und unternehmerisches Umfeld eingebettet. Es arbeitet zudem eng mit dem Center for Energy and Environmental Chemistry Jena (CEEC Jena) zusammen – was die interdisziplinäre Zusammenarbeit und den schnellen Wissenstransfer fördert. Durch die Kombination von Polymerchemie, Materialwissenschaft und künstlicher Intelligenz wollen die Forschenden am HIPOLE Jena neue Technologien zur Energiespeicherung, Wasserstoff-Erzeugung und Photovoltaik entwickeln.

„Mit HIPOLE Jena sind wir in der Lage, der Entwicklung neuer Materialien für Energietechnologien auf internationalem Spitzenniveau starke Impulse zu geben“, sagt Schubert. Prof. Dr. Bernd Rech, wissenschaftlicher Geschäftsführer des HZB, fügt hinzu, dass sich „die Fachkenntnisse im Bereich der Polymerchemie und deren Anwendungen an der Universität Jena mit den Erfahrungen des HZB in der Photovoltaik, Batterieforschung und den neuesten Methoden zur Untersuchung chemischer Prozesse perfekt ergänzen.“

Hintergrund: Polymere

Polymere sind große Moleküle, die aus vielen sich wiederholenden chemischen Untereinheiten bestehen. Sie können in einer Vielzahl von verschiedenen Formen genutzt werden – von starren, festen Materialien bis zu weichen, flexiblen Gelen. Die Vorteile von Polymeren liegen in ihrer Vielseitigkeit und ihrer Anpassbarkeit durch die Wahl der molekularen Bausteine bei der Herstellung. Sie können speziell so entwickelt werden, dass sie leicht, flexibel und äußerst haltbar sind. Darüber hinaus sind sie oft kostengünstig in der Produktion und können Eigenschaften wie Leitfähigkeit oder Hitzebeständigkeit aufweisen. Das macht sie ideal für Anwendungen in Bereichen wie Energieerzeugung, Energiespeicherung oder Elektronik.

Prof. Dr. Schubert, Lehrstuhlinhaber für Organische und Makromolekulare Chemie der Friedrich-Schiller-Universität Jena sowie Gründungsdirektor und Sprecher von HIPOLE, Prof. Dr. Yan Lu, Professorin für Hybridmaterialien für elektrochemische Energiespeicher und Wandler und Co-Sprecherin von HIPOLE, Dr. Karla Hillerich, Carl-Zeiss-Stiftung und Prof. Dr. Bernd Rech, Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie v. li., während der feierlichen Eröffnung des Helmholtz Institutes für Polymere in Energieanwendungen HIPOLE Jena.

Foto: Nicole Nerger/Universität Jena